WO2018110977A1 - 구동모듈 및 변속기 - Google Patents

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WO2018110977A1
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solenoid
shaft
disposed
housing
circuit board
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PCT/KR2017/014656
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이영욱
김찬석
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a drive module and a transmission.
  • the dual clutch transmission is provided with two sets of clutches, unlike a single-plate clutch transmission mounted on a conventional manual transmission vehicle, so that one clutch implements a hole means gear, and the other clutch implements an even means gear.
  • a single-plate clutch transmission mounted on a conventional manual transmission vehicle, so that one clutch implements a hole means gear, and the other clutch implements an even means gear.
  • it is widely used, such as being able to exhibit high fuel efficiency because of its easy operation and particularly a fast shift time.
  • the dual clutch transmission includes a dual clutch consisting of two sets of clutches, a shift lever for setting each shift stage by receiving power from the dual clutch, a clutch actuator for controlling the clutches of the dual clutch, and a shift lever. It is a gear actuator that shifts by applying the selection and shifting operation, and a transmission control unit that electronically controls the clutch actuator and the shift actuator by receiving various information and shift commands of the vehicle such as the vehicle speed. It is composed.
  • the clutch actuator and the gear actuator implement a selection and shifting operation by using a plurality of gear devices and lead screws.
  • an operation implementing device there are a motor and a solenoid which provide a rotational driving force and a linear driving force inside the housing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid position sensing structure according to the prior art.
  • the solenoid 1 includes a stator 5 disposed inside the housing, a shaft coupled to the plunger 6 and the plunger 6 disposed inside the stator 5. 7).
  • the shaft 7 can move linearly by the electromagnetic interaction of the plunger 6 and the stator 5.
  • a coil is wound around the stator 5, and the coil and the magnetic plunger may act electromagnetically from each other.
  • a sensor magnet 8 is disposed at the end of the shaft 7 to detect the position of the shaft 7.
  • a side of the solenoid 1 is provided with a printed circuit board 3 mounted with a position detecting sensor 2 facing the sensor magnet 8. Therefore, the position sensor 2 detects the magnetic force generated in the sensor magnet 8 as the shaft 7 moves, so that the position of the shaft 7 can be detected.
  • the position detecting structure of the solenoid according to the prior art has the following problems.
  • the position sensor 2 In view of the movement path of the shaft 7, the position sensor 2 should be arranged at a distance from the solenoid 1.
  • the spacing between the position sensor 2 and the shaft 7 has a problem of increasing the overall size of the device.
  • the arrangement of each component within a limited space should be made in consideration of the overall size of the product.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of yet another solenoid position sensing structure according to the prior art.
  • a magnetic field formed in the sensor magnet 8 is formed by a structure (not shown) on the printed circuit board 3 and the shaft. get affected. That is, due to the positions of the N pole and the S pole formed at the upper and lower portions of the sensor magnet 8, the magnetic flux output from the N pole is affected by disturbance in the process of being input to the S pole. In addition, it was a problem of the existing technology that the measurement error is high in the position detection of the shaft 7.
  • the present invention is to provide a drive module and a transmission including a solenoid position sensing structure for detecting the vertical movement of the object according to a low error rate without the influence of disturbance.
  • the present invention is to provide a drive module and a transmission that can reduce the size and manufacturing cost of the product according to the reduced number of parts.
  • the drive module includes a housing; A solenoid disposed in the housing and including a shaft moving linearly; And a printed circuit board disposed on the solenoid, the solenoid comprising: a stator; A plunger disposed in the stator; A shaft coupled with the plunger; And a sensor magnet disposed above the shaft, wherein the printed circuit board includes a hole through which the shaft passes, and includes a position sensor disposed on the printed circuit board and adjacent to the hole.
  • the printed circuit board may be disposed between the position sensor and the solenoid.
  • the shaft may move downward or upward in accordance with the movement of the plunger between a first position of an upper limit and a second position of a lower limit in both directions of the central axial direction of the shaft.
  • the position sensor may be a three-axis Hall sensor for detecting the magnetic flux in the X, Y and Z directions.
  • the sensor magnet may include an N pole and an S pole, and the N pole and the S pole of the sensor magnet are disposed on the X axis, and the position sensor may be disposed to be spaced apart from the sensor magnet by a predetermined distance. .
  • the N pole of the sensor magnet may be disposed to face the position detecting sensor.
  • It may include a cover disposed on the upper side of the housing.
  • a lower surface of the cover may be provided with a protrusion seating recess recessed upwardly corresponding to the position of the shaft.
  • a seating member may be provided between the protrusion seating groove and the shaft, and an outer diameter of the seating member may correspond to an inner diameter of the protrusion seating groove.
  • An area in which the protrusion seating groove is formed in the upper surface of the cover may protrude upward from other areas.
  • An exposure hole may be formed in the housing to protrude the shaft of the solenoid.
  • a shift lever may be coupled to an end portion of the shaft protruding through the exposure hole.
  • the exposure hole and the hole may be formed in the same axial direction.
  • the solenoid may include a solenoid cover surrounding the shaft and the sensor magnet.
  • the solenoid cover may include a cylindrical protrusion corresponding to the shape of the shaft, and the protrusion may be coupled to the hole.
  • the protruding portion may include a stepped portion in which a lower partial area is formed to be stepped, and an outer diameter of the stepped portion may be larger than an outer diameter of the hole, and an outer diameter of the protrusion may be smaller than an outer diameter of the hole.
  • An upper surface of the stepped portion may contact the lower surface of the printed circuit board.
  • the drive module comprises a housing; A motor disposed within the housing; A solenoid disposed spaced apart from the motor in the housing; A cover coupled with the housing; And a printed circuit board disposed between the housing and the cover, wherein the housing includes a first accommodating part in which the motor is disposed and a second accommodating part in which the solenoid is disposed, wherein the motor and the solenoid are the printed parts. It is electrically connected to the circuit board.
  • the solenoid is a stator; A plunger disposed in the stator; A shaft coupled with the plunger; And a sensor magnet disposed above the shaft, wherein the printed circuit board may include a hole through which the shaft passes.
  • the housing may include a third accommodation part in which the printed circuit board is disposed.
  • the transmission includes a drive module for shifting gears by providing a driving force through a plurality of clutches; A clutch actuator for alternatively operating any one of the plurality of clutches; And a control unit controlling the power module and the clutch actuator, wherein the drive module comprises: a housing; A solenoid disposed in the housing and including a shaft moving linearly; And a printed circuit board disposed on the solenoid, the solenoid comprising: a stator; A plunger disposed in the stator; A shaft coupled with the plunger; And a sensor magnet disposed above the shaft, wherein the printed circuit board includes a hole through which the shaft passes, and includes a position sensor disposed on the printed circuit board and adjacent to the hole.
  • the transmission includes a drive module for shifting gears by providing a driving force through a plurality of clutches; A clutch actuator for alternatively operating any one of the plurality of clutches; And a control unit controlling the power module and the clutch actuator, wherein the drive module comprises: a housing; A motor disposed within the housing; A solenoid disposed spaced apart from the motor in the housing; A cover coupled with the housing; And a printed circuit board disposed between the housing and the cover, wherein the housing includes a first accommodating part in which the motor is disposed and a second accommodating part in which the solenoid is disposed, wherein the motor and the solenoid are the printed parts. It is electrically connected to the circuit board.
  • the drive module and the transmission according to the present invention can detect the position of the object with a low error without the influence of disturbance.
  • the position sensor is disposed on the upper surface of the printed circuit board to detect the magnetic force of the sensor magnet coupled to the end of the shaft, there is an advantage that the change in the position of the shaft can be easily detected.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid position sensing structure according to the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of another solenoid position sensing structure according to the prior art.
  • FIG. 3 is a perspective view of a drive module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is an exploded perspective view of the driving module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an internal cross-sectional view of the driving module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a bottom surface of the housing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram schematically illustrating a position sensing structure of a solenoid according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram specifically showing FIG. 6 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram specifically showing FIG. 6 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram schematically illustrating a position sensing structure of a solenoid according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a coupling state of a solenoid and a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a coupling state of a solenoid and a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a system diagram showing a system of a transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state of a shift lever according to a third embodiment of the present invention.
  • 15 is a conceptual view illustrating a configuration for shifting a drive module according to a third embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 are cross-sectional views illustrating a shift process according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a select process according to a third embodiment of the present invention.
  • the drive module described in the present specification is a module including a motor and a solenoid causing mechanical motion, and a control unit for controlling the motor and the solenoid.
  • the module includes an engine, an automatic transmission, It may be provided with a manual transmission, a steering system, a brake system, an electric pump, a suspension device, and the like.
  • the driving module according to the present embodiment will be described as an example of a gear actuator for shifting a gear among dual clutch transmissions having two clutches for convenience of description.
  • the drive module is not limited to the gear actuator and can be applied to various types of machines including the above-described type.
  • FIG 3 is a perspective view of a drive module according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the drive module according to a first embodiment of the present invention
  • 5 is an internal cross-sectional view of the driving module according to the first embodiment of the present invention.
  • the driving module 100 includes a case 10 forming an appearance and a motor 30 disposed inside the case 10 to generate a driving force.
  • the solenoid 40, the printed circuit board 90 disposed inside the case 10 to control the motor 30 and the solenoid 40, and the driving force of the solenoid 40 or the motor 30.
  • a shift lever 60 to transmit and shift.
  • the case 10 forms an appearance of the driving module 100.
  • the case 10 includes a housing 12 and a cover 14 disposed above the housing 12. Therefore, the motor 30, the solenoid 40, and the printed circuit board 90 are disposed in the internal space formed by the coupling of the housing 12 and the cover 14.
  • the housing 12 and the cover 14 may be coupled by screwing.
  • Screw coupling may be achieved by forming a screw coupling portion 15 in which holes through which screws can pass are formed in regions corresponding to each other so that the screw 15a is fitted into the screw coupling portion 15.
  • the screw coupling portion 15 may be disposed at each corner of the rectangular housing 12 and the cover 14. Separate screw 15a may be coupled to the screw coupling portion 15 so that the housing 12 and the cover 14 may be coupled to each other.
  • the coupling of the housing 12 and the cover 14 may be configured in such a manner that the locking projections are formed in the locking grooves by forming the locking projections and the locking grooves at the peripheral edges of the two configurations, respectively.
  • the outer surface of the cover 14 may be provided with a coupling portion for the drive module 100 is coupled to other components in the system.
  • the outer side of the housing 12 may be provided with a connector 50 for electrical connection with other components.
  • the connector 50 may include a connector body 52 in which a connection hole 51 is formed at the center.
  • the printed circuit board 90 may be equipped with a terminal for electrical connection with other components, and the terminal may be exposed to the outside of the case 10 through the connection hole 51 by contacting the connector 50. . Therefore, when a plug inserted into a separate wire is inserted into the connection hole 51 and contacts the terminal, electrical coupling is performed between the driving module 100 and other electronic components. Electrical coupling is for controlling the motor 30 and the solenoid 40, which will be described later.
  • the connector 50 may be a power terminal for supplying power to the driving module 100. Therefore, when a separate power supply is electrically connected through the connector 50, power may be supplied to the driving module 100.
  • the printed circuit board 90 is accommodated above the housing 12.
  • various electronic components 91 are mounted on the printed circuit board 90. That is, the printed circuit board 90 is understood as a circuit board on which various electronic components are mounted.
  • a terminal for electrical coupling with another electronic component may be mounted on the printed circuit board 90.
  • an element extending from the upper side of the motor 30 and the solenoid 40 is electrically coupled or mounted on the lower side of the printed circuit board 90, thereby providing a motor 30 and a control command of the printed circuit board 90.
  • the solenoid 40 may be operated.
  • the printed circuit board 90 includes sensor units 95 and 97 for detecting driving of the motor 30 and the solenoid 40.
  • the sensor units 95 and 97 include a rotation detection sensor 95 for detecting a rotational driving force of the motor 30, and a position detection sensor 97 for detecting a linear movement of the solenoid 40.
  • the printed circuit board 90 receives a control command of the control unit 300 (see FIG. 13) or an operating state of the clutch actuator 200 to be described later, and operates the motor 30 and the solenoid 40 to shift gears. It is understood as a control unit. Alternatively, the shift operation of the motor 30 and the solenoid 40 may be controlled according to a self control command of the printed circuit board 90.
  • the driving module 100 is provided with a plurality of motors 30 and solenoids 40.
  • the number of the motor 30 and the solenoid 40 may be two, respectively.
  • the motor 30 includes a first motor 30a and a second motor 30b respectively disposed under the printed circuit board 90 in the inner space of the case 10.
  • the first motor 30a and the second motor 30b may be disposed to face each other.
  • Each of the motors 30a and 30b includes a motor body 32, a driver coupling part 36 disposed on an upper surface of the motor body 32 to electrically couple the printed circuit board 90, and a motor body ( 32, the rotary shaft 34 protrudes downward to transmit the rotational driving force of the motor 30 to the outside.
  • the motor 30 is configured to convert electrical energy into kinetic energy of rotational force, and a shift operation of a gear to be described later is performed through the rotational force of the motor 30.
  • the first motor 30a performs the shift operation of the hole means gears 1, 3, 5, and 7, and the second motor 30b performs the shift of the mating gears 2, 4, 6, R. Perform the action. The operation process will be described later.
  • the rotary shaft 34 may be connected to a converter that converts the rotational driving force generated by the motor 30 into a driving force of linear motion.
  • the conversion device may be configured to be coupled to the rotating shaft 34 outside the case 10.
  • the solenoid 40 includes a first solenoid 40a and a second solenoid 40b respectively disposed below the printed circuit board 90 in the inner space of the case 10.
  • the plurality of solenoids 40a and 40b are disposed to face each other.
  • the plurality of motors 30a and 30b and the plurality of solenoids 40a and 40b may be alternately arranged.
  • Each of the solenoids 40a and 40b is disposed on the solenoid housing 42, the upper side of the solenoid housing 42, and the driver coupling part 45 and the solenoid for electrical coupling with the printed circuit board 90. It protrudes below the housing 42 and includes a shaft 43 for transmitting the driving force of the solenoid 40.
  • the shaft 43 may be parallel to each other and the rotation axis 34 of the motor 30.
  • the solenoid 40 is configured to convert the supplied electrical energy into kinetic energy for linear motion of the shaft 43, and a selecting operation of a gear to be described later is performed through the linear motion of the shaft 43.
  • the first solenoid 40a performs the selecting operation of the hole means gears 1, 3, 5, 7, and the second solenoid 40b of the mating means gears 2, 4, 6, R Perform the selecting operation.
  • the motor 30 and the solenoid 40 is provided with a driver coupling portion (36, 45) for coupling with the printed circuit board (90).
  • the driver coupling parts 36 and 45 may be pins protruding from the outer surface.
  • the driver coupling parts 36 and 45 may be referred to as power pins.
  • the printed circuit board 90 may include pinholes 93 and 98 to which the driver coupling parts 36 and 45 of the motor 30 and the solenoid 40 are coupled.
  • the pinholes 93 and 98 are provided in plural in correspondence with the number and positions of the drive coupling parts 36 and 45.
  • Driver coupling parts 36 and 45 may be press-fit pins. Accordingly, the driver coupling parts 36 and 45 may be inserted into and fixed to the pinholes 93 and 98 formed in the printed circuit board 90.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a bottom surface of the housing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a state in which the upper and lower sides of the housing 12 are changed.
  • an inner space in which the electronic component is disposed is formed in the case 10 formed by the coupling of the housing 12 and the cover 14.
  • the cover 14 is formed in a rectangular plate shape to form an upper portion of the case 10.
  • the housing 12 is formed in a shape whose cross section corresponds to the cross section of the cover 14. At this time, the housing 12 has a first space portion 12a recessed and formed to have a first height h1 downward from a lower surface of the housing 12 facing the cover 14 so that an internal space is formed; A part of the lower surface 12b of the first space 12a is recessed downward to include a second space 13 having a second height h2.
  • the cross-sectional area of the first space 12a may correspond to or be slightly wider than the cross-sectional area of the printed circuit board 90 to accommodate the printed circuit board 90 therein.
  • the cross-sectional shape of the 2nd space part 13 is formed so that it may correspond with the area
  • This is understood to be a configuration in which the second space 13 is designed to form an arrangement area of the motor 30 and the solenoid 40 in the inner space of the case 10.
  • the first accommodating portion 18 and the second accommodating portion 21 respectively have a lower surface 13a so that a part of the motor 30 and the solenoid 40 are accommodated in the lower surface 13a of the second space portion 13. It extends from and protrudes from.
  • the first accommodating part 18 is understood here as a motor accommodating part
  • the 2nd accommodating part 21 is understood as a solenoid accommodating part.
  • some areas of the lower surface 13a of the 2nd space part 13 protrude downward in the 1st accommodating part 18 so as to correspond to the arrangement area
  • two motors 30 are disposed, so that the first accommodating part 18 corresponds to the number of the motors 30, so that the first motor seating part 16 and the second motor seating part 17 are two. Dogs are formed.
  • a through hole 16a is formed in the lower surface of the first accommodating part 18 to expose the rotating shaft 34 of the motor 30 to the outside of the case 10. Therefore, when the motor 30 is mounted to the case 10, the rotation shaft 34 may be coupled with another configuration through the through hole 16a to transmit a driving force of the motor 30 for shifting the gear.
  • the sum of the heights of the first height h1, the second height h2, and the first accommodating part 18 from the lower surface of the cover 14 is determined by the motor 30 mounted on the printed circuit board 90. It may correspond to or be greater than the height of the body 32.
  • the second accommodating part 21 includes a first solenoid seating part 19 and a second solenoid seating part 20 corresponding to the number of solenoids 40. Then, a through hole 20a for exposing the shaft 43 of the solenoid 40 to the outside of the case 10 is formed on the lower surface of the second accommodating portion 21. Therefore, the shaft 43 is coupled to the other configuration through the through hole 20a when the solenoid 40 is mounted to the case 10, thereby transmitting a driving force of the solenoid 40 for the gear selection operation. .
  • the sum of the heights of the first height h1, the second height h2, and the second accommodating portion 21 from the lower surface of the cover 14 is determined by the solenoid 40 mounted on the printed circuit board 90. It may correspond to or be higher than the height.
  • lever coupling part 24 is disposed at one side of the lower surface of the second accommodating part 21 so that the shift lever 60 is coupled to the gear selecting operation.
  • the position sensing structure of such a solenoid may be defined in a transmission including a drive module as well as a drive module.
  • the transmission includes a drive module for shifting a gear by providing a driving force through a plurality of clutches; A clutch actuator for alternatively operating any one of the plurality of clutches; And a control unit for controlling the drive module and the clutch actuator, wherein the drive module comprises: a solenoid; And a position detection sensor for detecting a position due to movement along a central axis direction of the shaft included in the solenoid, wherein the solenoid has an N pole disposed at some or all of 180 degrees around the center axis. And a sensor magnet in which the S pole is disposed in the range of some or all of the remaining 180 degrees around the axis to couple with the shaft to form a magnetic field for position detection of the shaft.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram schematically showing a position sensing structure of a solenoid according to a first embodiment of the present invention.
  • a driving module may include a position detection sensor that detects a position due to movement along a central axis direction of a solenoid, a printed circuit board 90, and a shaft 43 included in the solenoid. (97).
  • the solenoid is configured to detect the position of the shaft 43 by the N pole being disposed at some or all of the ranges of 180 degrees around the central axis, and the S pole being positioned at some or all of the remaining 180 degrees around the axis.
  • a sensor magnet 240 and a stator 210 which are fixed to the shaft 43 to form a magnetic field, and a plunger 230 which is a moving body compared to the stator 210.
  • the shaft 43 may be coupled with the plunger 230.
  • the position sensor 97 is disposed on the printed circuit board 90 such that the sensing surface of the position sensor 97 is perpendicular to the magnetic flux of the magnetic field generated by the sensor magnet 240. .
  • the position sensor 97 may be implemented in the form of a semiconductor chip. In this case, the position detection sensor 97 in the form of a semiconductor chip may be disposed on the printed circuit board 90 so that the sensing surface is perpendicular to the surface of the printed circuit board 90.
  • the plunger 230 may be implemented to include or be magnetic.
  • the stator 210 includes a coil. Current flows through the coil, and a magnetic field is generated by the current. As the magnetic field changes in the coils of the plunger 230 and the stator 210, the plunger 230 slides while maintaining a gap spaced inside the stator 210. That is, due to the interaction of the magnetic field by the coil of the stator 210 and the magnetic field by the magnetic body of the plunger 230, the plunger 230 performs vertical sliding movement in the stator 210.
  • the shaft 43 can move downward or upward between the first position of the upper limit and the second position of the lower limit in both directions of the central axis direction according to the movement of the plunger 230. have.
  • the first position is a position when the shaft 43 is raised highest
  • the second position is a position when the shaft 43 is lowered lowest.
  • the sensor magnet 240 may be coupled to the end of the shaft 43. An end portion of the shaft 43 including the sensor magnet 240 may move relatively to the stator through the hole 92 formed in the printed circuit board 90 in which the position sensor 97 is disposed. Referring back to FIG. 5, the sensor magnet 240 may be positioned on the same plane as the position sensor 97 through the hole 92 formed in the printed circuit board 90. Therefore, the magnetic flux output from the sensor magnet 240 may enter or exit perpendicular to the sensing surface of the position sensor 97 in the absence of other obstacles.
  • the position detection sensor 97 may be disposed on the printed circuit board 90 around the hole 92.
  • the position detecting sensor 97 is located within a predetermined distance from the sensor magnet 240. Will be deployed. In this case, the predetermined distance is within the maximum sensing distance of the position sensor 97.
  • the position sensor 97 may be implemented as a three-axis hall sensor that detects magnetic flux in the X, Y, and Z directions.
  • Hall sensor is a sensor that operates by the Hall effect Hall sensor is well known in the field of the present invention, description thereof will be omitted.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating FIG. 7 in detail according to the first embodiment of the present invention.
  • the solenoid position sensing structure includes a sensor magnet 240 and a position sensing sensor 97.
  • the sensor magnet 240 is simply disposed at the end of the shaft 43 of the solenoid and is simplified and displayed in a magnet shape including the N pole and the S pole.
  • the position sensor 97 is also arranged so that the sensing surface is generally facing the N pole.
  • the sensor magnet 240 of the shaft 43 moves downward or upward in the longitudinal axis direction between the first position of the upper limit and the second position of the lower limit. It may be disposed at the end of the shaft 43 to sense the position.
  • the sensor magnet 240 may form a magnetic flux starting from the N pole and arriving at the S pole.
  • the sensor magnet 240 may move downward or upward together with the downward movement or the upward movement of the shaft 43. That is, the sensor magnet 240 is attached to the shaft 43 and moves with the shaft 43.
  • the N pole of the sensor magnet 240 may be formed in some or all of the range of 180 degrees around the central axis.
  • the S pole of the sensor magnet 240 may be formed in a part or all of the remaining 180 degrees around the axis. That is, the N pole and the S pole of the sensor magnet 240 may be formed at both ends of the rod shape.
  • the position sensor 97 may detect the position of the shaft 43 using the magnetic flux generated by the sensor magnet 240.
  • the position sensor 97 may be formed on the printed circuit board 90 such that the magnetic flux generated by the sensor magnet 240 and the sensing surface of the position sensor 97 are perpendicular to each other.
  • FIG. 8 a coordinate system composed of X, Y, and Z axes is shown in FIG. 8.
  • the center of the position detection sensor 97 may be positioned to be spaced apart from the N pole and the S pole on the same X axis.
  • the position sensor 97 may be spaced apart from the N pole within a maximum sensing distance within a maximum sensing distance on the X axis, and may be positioned opposite to the S pole position based on the N pole. Referring to FIG. 7, the S pole, the N pole, and the position detection sensor 97 are sequentially disposed on the same X axis. The magnetic flux coming from the north pole perpendicular to the sensing surface of the position sensor 97 is indicated.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the center of the position sensor 97 is spaced apart from the N pole and the S pole on the same X axis by a predetermined distance. Can be located.
  • the position detection sensor 97 may be spaced apart from the S pole within a maximum sensing distance within a maximum sensing distance on the X axis, and may be positioned opposite to the N pole position based on the S pole. Referring to FIG. 9, the N pole, the S pole, and the position detection sensor 97 are sequentially disposed on the same X axis. The magnetic flux entering the S pole perpendicular to the sensing face of the position sensor 97 is indicated.
  • the S pole is disposed closer to the position sensor 97 than in FIG. 8. Except for the positions of the north pole and the south pole, the relative positions of the sensor magnet 240 and the position detection sensor 97 are the same as in FIGS. 8 and 9. That is, according to the configuration of FIG. 9, the magnetic flux entering the S pole may be detected by the position detection sensor 97.
  • the north pole and the south pole of the sensor magnet 240 and the position detection sensor 97 are located at the same coordinates on the Y axis.
  • the magnetic flux from the N pole or the magnetic flux entering the S pole of the sensor magnet 240 may be detected by the sensing surface of the position sensor 97 without obstacles.
  • the perpendicular angle formed by the magnetic flux and the position detection sensor 97 may be more easily formed as compared with the existing technology. This can reduce the error rate in detecting the rotation or movement of the object, such as the shaft 43, and can eliminate disturbance in the measurement.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram schematically illustrating a position sensing structure of a solenoid according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a coupling state of a solenoid and a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention
  • 12 is a perspective view illustrating a coupling state of a solenoid and a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention.
  • the solenoid 40 according to the second embodiment of the present invention is disposed inside the housing 12.
  • the solenoid 40 includes a solenoid housing 42, a stator 210 disposed inside the solenoid housing 42, a plunger 230 disposed inside the stator 210, and And a shaft 43 coupled to the plunger 230 and a sensor magnet 240 disposed above the shaft 43.
  • the solenoid 40 has an external shape formed by the solenoid housing 42 and the solenoid cover 250 coupled to the upper side of the solenoid housing 42.
  • an exposure hole 201 is formed in the lower surface of the solenoid housing 42 to expose the shaft 43 to the outside.
  • the exposure hole 201, the through hole 20a, and the insertion hole 92 may be formed to be the same in the axial direction.
  • an end portion of the shaft 43 extending out of the solenoid housing 42 through the exposure hole 201 and the through hole 20a may be combined with a shift lever 60 (see FIG. 2). have.
  • a hole for accommodating the shaft 43 coupled to the plunger 230 is formed in the central region of the stator 210.
  • a coil may be wound around the stator 210 to electromagnetically interact with a magnet provided in the plunger 230.
  • the plunger 230 is disposed inside the stator 210.
  • the plunger 230 is coupled to the outer circumferential surface of the shaft 43 facing the stator 210.
  • the plunger 230 may be formed in a shape similar to a cylinder, may be made of a magnetic material, and may be manufactured by processing a material such as a cold rolled steel sheet (SPCC). Therefore, the plunger 230 moves linearly, such as rising or falling, inside the coil by the electromagnetic force generated as a current is applied to the coil of the stator 210, and the shaft 43 coupled to the plunger 230. ) Can move linearly.
  • the linear movement of the shaft 43 means that the shaft 43 moves in the up and down directions with reference to FIG. 10.
  • the sensor magnet 240 is coupled to the upper end of the shaft 43.
  • a sensor magnet coupling part 43a having a narrower cross-sectional area than another area is formed at an upper end of the shaft 43, and the sensor magnet 240 may be coupled to an outer circumferential surface of the sensor magnet coupling part 43a.
  • the cross-sectional area of the sensor magnet coupling portion 43a to which the sensor magnet 240 is coupled may correspond to the cross-sectional area of the shaft 43. That is, the outer diameter of the sensor magnet coupling portion 43a may be smaller than the outer diameter of the shaft 43, and the outer diameter of the sensor magnet coupling portion 43a may correspond to the inner diameter of the sensor magnet 240.
  • the sensor magnet 240 may be configured in the form of a plurality of rings each having an N pole and an S pole, respectively, as shown in FIG. 12. At this time, the diameter of the cross section of the sensor magnet 240 may be formed of 5mm to 15mm. In addition, the height of the sensor magnet 240 may be 4mm to 10mm.
  • the solenoid cover 250 is coupled to the upper side of the solenoid housing 42.
  • the lower surface of the solenoid cover 250 is formed with a receiving groove 252 extending upward to accommodate the shaft 43 and the sensor magnet 240. Accordingly, the shaft 43 and the sensor magnet 240 may be accommodated in the receiving groove 252 and linearly moved.
  • the solenoid cover 250 is formed with a protrusion 260 protruding upward from the upper surface.
  • the protrusion 260 is inserted into the insertion hole 92 of the printed circuit board 90 to be described later, and may be inserted upward from the lower side of the printed circuit board 90.
  • the protruding portion 260 is provided with a stepped portion 262 in which a lower partial area is formed stepped.
  • the stepped portion 262 may have a wider cross-sectional area than other areas, and may support the bottom surface of the printed circuit board 90. Therefore, the upper surface of the stepped portion 262 may contact the lower surface of the printed circuit board 90, so that the protrusion 260 may extend upward of the printed circuit board 90.
  • the accommodation groove 252 is formed in the protrusion 260. Therefore, the receiving groove 252 may extend upward from the lower surface of the solenoid cover 250 may be formed inside the protrusion 260. The shaft 43 and the sensor magnet 240 may be accommodated in the receiving groove 252.
  • the material of the solenoid cover 250 may be a nonmagnetic material which is not affected by the magnetic field.
  • the material of the solenoid cover 250 may be selected from the group consisting of plastic, aluminum, and copper.
  • the printed circuit board 90 has an insertion hole 92 into which the protrusion 260 is fitted.
  • the insertion hole 92 may be formed to penetrate a lower surface from an upper surface of the printed circuit board 90.
  • the diameter of the insertion hole 92 may be larger than the diameter of the protrusion 260.
  • the insertion hole 92 may be understood that the shaft 43 is inserted.
  • a position detecting sensor 97 spaced apart from the sensor magnet 240 and detecting the position of the shaft 43 is provided.
  • the position sensor 97 is disposed adjacent to the insertion hole 92 on the upper surface of the printed circuit board 90.
  • the position sensor 97 detects a magnetic force generated by the sensor magnet 240 to detect a position of the shaft 43.
  • the position sensor 97 is a three-axis linear sensor that can detect the position in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, by converting two sensing values of the measured values linearly You can detect the location.
  • the position detecting sensor 97 may be spaced apart from the center of the sensor magnet 240 by about 8 mm to 18 mm.
  • the protrusion mounting groove 144 recessed upward is formed.
  • the protrusion seating recess 144 may have a portion of the bottom surface of the cover 14 recessed upward to accommodate a portion of the upper side of the protrusion 260.
  • an area in which the protrusion seating groove 144 is formed among the upper surfaces of the cover 14 may have a shape protruding upward from other areas.
  • a seating member 242 may be provided between the inner circumferential surface of the protrusion seating groove 144 and the outer circumferential surface of the protrusion 260 to allow the protrusion 260 to be firmly coupled to the protrusion seating groove 144.
  • the seating member 242 may be formed so that the outer circumferential surface diameter thereof corresponds to the inner circumferential surface diameter of the protrusion seating groove 144, and may be embedded in the protrusion seating groove 144.
  • the solenoid 40 may be firmly fixed in the housing 12 because the protrusion 260 is fitted into the protrusion seating groove 144.
  • the material of the seating member 242 may be, for example, an elastic deformation material.
  • the plunger 230 and the shaft 43 linearly move in the up and down directions by the interaction between the plunger 230 and the stator 210.
  • the upper end of the shaft 43 and the sensor magnet 240 may also move up and down in a state accommodated in the accommodation groove 252.
  • the position detection sensor 97 may detect the magnetic force generated from the sensor magnet 240 to detect how much the shaft 43 is moved.
  • the total movement path of the shaft 43 is calculated.
  • the maximum value and the minimum value of the magnetic force detected by the sensor magnet 240 in consideration of the movement path, the position of the shaft 43 moving linearly can be detected.
  • FIG. 13 is a system diagram illustrating a system of a transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the drive module 100 according to the embodiment of the present invention is an example of a gear actuator (Gear Actuator) for shifting the gear of the transmission (2000).
  • the transmission 2000 according to the present embodiment may include any one of the transmission according to the first embodiment and the transmission according to the second embodiment.
  • the transmission 2000 may provide a driving force through a plurality of clutches to shift gears, operate the driving module 100, and operate any one of the plurality of clutches.
  • An alternatively operated clutch actuator 300 includes a clutch actuator 300 and a control unit 400 for controlling the clutch actuator 300 and the drive module 100.
  • the overall operation of the transmission 2000 of the control unit 400 is controlled. For example, it may serve to change the driving module 100 to have an appropriate gear ratio according to a change in speed of the vehicle.
  • the clutch actuator 300 includes a plurality of clutch motors 210 and 220.
  • the plurality of clutch motors 210 and 220 may be two corresponding to the number of the two motors 30 and the solenoid 40.
  • the first clutch motor 210 of the plurality of clutch motors 210 and 220 is understood as a motor for controlling the operation of the first motor 30a and the first solenoid 40a for converting the hole means gear.
  • the second clutch motor 220 is understood as a motor that controls the operation of the second motor 30b and the second solenoid 40b for converting the even gear.
  • first motor 30a and the first solenoid 40a are understood as the first clutch
  • second motor 30b and the second solenoid 40b as the second clutch
  • respective clutches may be alternatively selected by the plurality of clutch motors 210 and 220.
  • the first clutch motor 210 is turned on and the second clutch motor 220 is turned off ( OFF) status.
  • the first clutch motor 210 by the operation of the first motor 30a and the first solenoid 40a can be operated in the gear of the first stage in the hole means gear unit (the first 2 motor 30b and the second solenoid 40b cause the input shaft to wait in the second stage in the mating gear unit).
  • the first clutch motor 210 is turned off, and the second clutch motor 220 is turned on.
  • the second gear 30b and the second solenoid 40b may be operated by two-speed gears in the mating gear unit by the operation of the second solenoid 40b.
  • the ON and OFF states are understood as power transmission and shutdown states.
  • the clutch actuator 300 and the gear actuator 100 may shift the gears to an appropriate gear ratio through an operation in consideration of the vehicle speed according to the control command of the control unit 400.
  • the driving module 100 and the transmission 2000 according to the above configuration, by forming an insertion hole in which the solenoid is inserted into the printed circuit board 90, there is no need for a separate gap between the printed circuit board 90 and the solenoid. Therefore, there is an advantage that the product can be more miniaturized.
  • the position sensing sensor 97 is disposed on the upper surface of the printed circuit board 90 to detect the magnetic force of the sensor magnet 240 coupled to the end of the shaft 43, the position change of the shaft 43 is easier. There is an advantage that can be detected.
  • a driving module according to a third embodiment of the present invention will be described.
  • the other parts are the same as in the first and second embodiments, but there are additional features in the power transmission structure associated with the solenoid. Therefore, hereinafter, only characteristic parts of the present embodiment will be described, and in the remaining parts, the first and second embodiments will be used.
  • a lever coupling part 24 is provided at one side of the lower surface of the second accommodating part 21 so that the shift lever 60 (FIG. 14) for the gear selecting operation is engaged.
  • the lever engaging portion 24 includes a body 25 protruding downward from the lower surface of the second accommodating portion 21 and a coupling pin 68 (see FIG. 14) to be described later on the body 25.
  • the first coupling hole 26 is included.
  • the lever coupling portion 24 is also provided on the lower surface of the plurality of second receiving portion 21, respectively.
  • At least one separate screw hole for coupling with other components may be formed at the edge of the second space 13.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating a shift lever according to a third embodiment of the present invention.
  • the shift lever 60 is coupled to the lower side of the case 10.
  • the shift lever 60 is coupled to the lever engaging portion 24 provided in the second receiving portion 21 of the housing 12.
  • the shift lever 60, the solenoid coupling portion 70 is coupled to the drive shaft 43 of the solenoid 40, one side is coupled to the solenoid coupling portion 70 to operate the solenoid coupling portion 70
  • the lever 62 is rotated according to the combination and the engaging pin 68 for coupling the lever 62 to the lever coupling portion 24.
  • the solenoid coupler 70 has a coupler body 71 in which a coupling hole 72 into which the drive shaft 43 is fitted is formed, and extends in an outer circumferential direction from an outer circumferential surface of the coupler body 71 so that the lever ( And a guide 77 in which a mounting groove 74 into which the 62 is inserted is formed.
  • Coupling body 71 is formed with a coupling hole 72 penetrating the central region of the upper surface from the central region of the lower surface.
  • the drive shaft 43 is fitted into the coupling hole 72.
  • the drive shaft 43 is fixed in the state inserted into the coupling hole 72, the solenoid coupling portion 70 also moves along with the linear movement of the drive shaft 43.
  • the guide 77 is configured in the form of a plurality of plates 76 extending in parallel from the outer circumferential surface of the coupling body 71 so that the mounting groove 74 in which the lever 62 is fitted in the center is formed. That is, it is understood that the mounting groove 74 is formed so that the upper and lower portions are opened, and the left and right sides are divided by the plurality of plates 76.
  • each of the plurality of plates 76 is formed with a guide groove 75 into which the locking portion 65 to be described later is fitted.
  • the guide groove 75 may be understood as a hole through which some of the inner circumferential surface of the mounting groove 74 penetrates toward the outer surface.
  • the guide groove 75 is recessed in the direction of the coupling part body 71 from the end of the plurality of plates 76, so that the locking portion 65 is inserted into the first rotation center of the lever 62.
  • the lever 62 has a cross section having a substantially '-' shape, one end of which is coupled to the solenoid coupling portion 70, and the other end of which is coupled to a selecting shaft 750 (see FIG. 16), which will be described later.
  • the lever 62 forms a lever body 63, one end of the lever body 63, a rotation part 64 coupled to the solenoid coupling portion 70, and the other end of the lever body 63. And a selecting shaft coupling part 66 coupled to the selecting shaft 750.
  • a second coupling hole (not shown) is formed on the lever body 63 for coupling with the lever coupling portion 24 formed on the lower surface of the housing 12.
  • the coupling pin 68 is inserted into the first coupling hole 26 and the second coupling hole to couple the lever coupling part 24 to the lever 62.
  • the coupling pin 68 is understood to form the center of rotation of the lever 62 in accordance with the operation of the solenoid 40.
  • the rotation part 64 is fitted into the mounting groove 74 of the solenoid coupling portion 70.
  • the width of the rotation unit 64 corresponds to the length of the width of the solenoid coupler 70, only the movement in the vertical direction based on Figure 5 when the rotation unit 64 is coupled to the solenoid coupler 70 Will have
  • engaging portions protrude from both side surfaces of the rotary part 64 so as to fit in the guide groove 75, and form a rotation center of the rotary part 64 according to the rotation of the lever 62. ) Is fixed to the inside of the mounting groove (74).
  • the selecting shaft coupling portion 66 is coupled to the selecting shaft 750 to be described later, and transmits the driving force provided from the solenoid 40 to the selecting shaft 750.
  • FIGS. 16 and 17 are cross-sectional views illustrating a shift process according to a third embodiment of the present invention.
  • the connecting gear 720 is coupled to the rotating shaft 34 of the motor 30 through the connecting portion 721. That is, the connection gear 720 is coupled to rotate together as the rotation shaft 34 rotates.
  • the connecting gear 720 has a circular cross section and is formed in a shaft shape in which a screw thread is formed on an outer circumferential surface thereof.
  • the guide gear 730 is coupled to move in the longitudinal direction of the connecting gear 720 according to the rotation of the connecting gear 720.
  • the guide gear 730 has a coupling hole (not shown) corresponding to the cross-sectional shape of the connecting gear 720, the connecting gear 720 is inserted into the coupling hole is coupled.
  • the inner peripheral surface of the coupling hole is formed with a screw groove corresponding to the thread of the connection gear 720, the connection gear 720 and the guide gear 730 is understood to be screwed.
  • connection gear 720 is rotated through the rotational force of the motor 30, the screwed guide gear 730 is reciprocated in one or the other direction along the longitudinal direction of the connecting gear 720. .
  • the moving direction of the connection gear 720 is determined according to the rotation direction of the motor 30.
  • a guide groove 732 is inserted into the input shaft 740 for converting the gear.
  • the guide gear 730 is recessed toward the inside on the surface toward the gear unit G of the outer surface, one end of the input shaft 740 is coupled to the guide groove 732.
  • the input shaft 740 is provided with an operation protrusion 742 for setting the gear of the gear unit (G) at the end.
  • a guide protrusion 741 fitted to the guide groove 732 is formed at one end of the input shaft 740, and an operation protrusion 742 for setting the gear of the gear unit G is formed at the other end thereof.
  • the guide protrusion 741 and the manipulation protrusion 742 may have a larger cross-sectional area than the central region.
  • the guide protrusion 741 is formed in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the guide groove 732, and is seated in the guide groove 732. Therefore, the guide protrusion 741 is constrained inside the guide groove 732 even when the input shaft 740 moves.
  • the operation protrusion 742 moves along a path forming each end of the gear unit G, and is located in a gear set according to an input control command.
  • the gear unit G is a hole means gear unit.
  • the first motor One-way driving force of 30a is actuated such that the guide gear 730 is adjacent to the first motor 30a. That is, since the guide gear 730 and the connecting gear 720 are screwed, the direction of rotation in the direction in which the connecting gear 720 is adjacent to the motor (30a) in accordance with the rotation of the guide gear 730. Is determined.
  • the gear may be converted to one stage as the guide protrusion 741 moves.
  • the connecting gear 720 is rotated so that the guide gear 730 is moved away from the motor 30a. Accordingly, the guide protrusion 741 is similarly moved away from the motor 30a, and the manipulation protrusion 742 symmetrical with respect to the selecting shaft 750 is directed toward the fifth stage on the gear unit G. Can be moved.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a select process according to an embodiment of the present invention.
  • the manipulation protrusion 742 is selected from the neutral path between the first and fifth stages and the neutral path between the third and seventh stages on the hole means gear unit.
  • the selecting shaft 750 is coupled to the selecting shaft coupling part 66 of the lever 62. As described above, the selecting shaft 750 is coupled in a direction orthogonal to the center of the input shaft 740.
  • the combination of the input shaft 740 and the selecting shaft 750 may be configured by forming a hole in one axis and inserting the other axis into the hole.
  • a lever coupling part 752 is provided in an area of the outer surface of the selecting shaft 750 that is coupled to the lever 62.
  • the lever coupling portion 752 is provided with a coupling groove 753 into which the selecting shaft coupling portion 66 is inserted, and when the lever 62 and the selecting shaft 750 are coupled to the coupling groove 753.
  • the selecting shaft coupling portion 66 is inserted.
  • the drive shaft 43 performs a linear motion in accordance with the drive of the solenoid 40.
  • the solenoid coupling portion 70 is also moved in the up and down direction (see Fig. 5).
  • one end of the lever 62 is rotated to the center of rotation of the locking portion 65, the reaction of the other end of the lever 62, that is, the selection shaft contention portion 66 also the coupling pin 68 ) Is rotated around the rotation center.
  • the rotation radius of the selecting shaft racer 66 may be set to move by D distance, which is a distance at which the manipulation protrusion 742 is selected on the gear unit G.
  • the selecting shaft 750 is vertically operated to receive the driving force from the lever 62. Accordingly, the operation protrusion 742 may be selected to the path shifted on the gear unit (G).
  • the driving module 100 and the transmission 1000 according to the above configuration, by providing a plurality of components in the interior of a single housing has the advantage that the module is more compact, compact.

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Abstract

구동 모듈은 하우징; 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 직선 이동하는 샤프트를 포함하는 솔레노이드; 및 상기 솔레노이드 상에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 솔레노이드는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저; 상기 플런저와 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 포함하며, 상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고, 상기 인쇄회로기판상에 배치되고 상기 홀과 인접한 위치감지센서를 포함한다.

Description

구동모듈 및 변속기
본 발명은 구동모듈 및 변속기에 관한 것이다.
듀얼클러치 변속기는 종래의 수동변속기 차량에 탑재되는 단판 클러치 변속기와는 달리 2조의 클러치를 구비하여, 하나의 클러치에는 홀수단 기어를 구현하고, 나머지 다른 하나의 클러치에는 짝수단 기어를 구현할 수 있도록 하는 시스템으로써, 조작이 쉽고 특히 변속시간이 빠른 장점으로 인해 높은 연비를 발휘할 수 있는 등 널리 사용되고 있다.
듀얼클러치 변속기는, 2조의 클러치로 이루어진 듀얼클러치와, 듀얼클러치로부터 동력을 전달받아 각 변속단을 설정하는 변속레버와, 듀얼클러치의 클러치들을 각각 제어하는 클러치 액츄에이터(Clutch Actuator)와, 변속레버에 셀렉팅 및 쉬프팅 동작을 가해 변속을 실시하는 기어 액츄에이터(Gear Actuator)와, 차속 등 차량의 각종 정보와 변속 명령을 전달받아 클러치 액츄에이터 및 변속 액츄에이터를 전자적으로 제어하는 전자 제어유닛(Transmission Control Unit)으로 구성된다.
상기의 구성 중 클러치 액츄에이터 및 기어 액츄에이터는, 다수의 기어장치와 리드 스크류 등을 이용하여 셀렉팅 및 쉬프팅 동작을 구현한다. 동작 구현 장치로서, 하우징의 내부에 회전 구동력과 직선 이동의 구동력을 제공하는 모터와 솔레노이드가 있다.
도 1은 기존의 기술에 따른 솔레노이드 위치 감지 구조의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 솔레노이드(1)는 하우징의 내측에 배치되는 스테이터(5)와, 스테이터(5)의 내측에 배치되는 플런저(6) 및 플런저(6)와 결합되는 샤프트(7)를 포함한다.
샤프트(7)는 플런저(6)와 스테이터(5)의 전자기적 상호 작용에 의해 직선 이동할 수 있다. 이를 위해, 스테이터(5)에는 코일이 권선되고, 코일과 자성을 띠는 플런저는 상호 전자기적으로 작용할 수 있다.
한편, 샤프트(7)의 위치를 감지하기 위해 샤프트(7)의 단부에는 센서 마그넷(8)이 배치된다. 그리고, 솔레노이드(1)와 이격되는 어느 일측에는 센서 마그넷(8)과 마주하는 위치감지 센서(2)가 실장된 인쇄회로기판(3)이 구비된다. 따라서, 위치감지 센서(2)가 샤프트(7)의 이동에 따라 센서 마그넷(8)에서 발생된 자기력을 감지하여, 샤프트(7)의 위치가 감지될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의할 때, 종래 기술에 따른 솔레노이드의 위치감지 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.
샤프트(7)의 이동 경로를 고려할 때, 위치감지 센서(2)는 솔레노이드(1)와 일정 거리 이격되어 배치되어야 한다. 그러나, 솔레노이드(1)와 인쇄회로기판(3)이 배치되는 하우징의 제한된 공간을 고려할 때, 위치감지 센서(2)와 샤프트(7)의 간격 형성은 장치의 전체 사이즈를 증가시키는 문제점이 있다. 최근, 자동차에 배치되는 전장품들이 소형화되는 추세를 고려할 때, 제한된 공간 내에서 각 구성요소들의 배치는 제품의 전체 사이즈를 고려하여 이루어져야 한다.
도 2는 기존의 기술에 따른 또 다른 솔레노이드 위치 감지 구조의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기존의 기술에 의하는 경우, 솔레노이드 위치 감지 구조에서는 센서 마그넷(8)에서 형성되는 자기장(magnetic field)이 인쇄회로기판(3) 및 샤프트 상부의 구조물(미도시)에 의해 영향을 받는다. 즉 센서 마그넷(8)의 상부 및 하부에서 형성되는 N극 및 S극의 위치로 인해 N극에서 출력된 자속은 S극 으로 입력되는 과정에서 외란의 영향을 많이 받는다. 그리고 샤프트(7)의 위치 감지에서 측정 오차가 높게 발생하는 것이 기존 기술의 문제점이었다.
본 발명은 외란의 영향 없이 오브젝트의 상하 이동을 낮은 오차율에 따라 감지하는 솔레노이드 위치 감지 구조를 포함하는 구동모듈 및 변속기를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 부품 수 감소에 따른 제품 소형화 및 제조 단가를 저렴하게 할 수 있는 구동모듈 및 변속기를 제공하는 것에 있다.
일 실시예로서, 구동 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 직선 이동하는 샤프트를 포함하는 솔레노이드; 및 상기 솔레노이드 상에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 솔레노이드는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저; 상기 플런저와 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 포함하며, 상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고, 상기 인쇄회로기판상에 배치되고 상기 홀과 인접한 위치감지센서를 포함한다.
상기 인쇄회로기판이 상기 위치감지센서와 상기 솔레노이드 사이에 배치될 수 있다.
상기 샤프트는, 상기 플런저의 이동에 따라 상기 샤프트의 중심 축 방향의 양 방향으로 상한(upper limit)의 제1 위치 및 하한(lower limit)의 제2 위치 사이에서 하강 이동 또는 상승 이동할 수 있다.
상기 위치 감지 센서는, X, Y 및 Z 방향의 자속을 감지하는 3축 홀 센서일 수 있다.
상기 센서 마그넷은 N극과 S극을 포함하며, 상기 X축 상에 상기 센서 마그넷의 상기 N극 및 상기 S극이 배치되며, 상기 위치감지센서는 상기 센서 마그넷과 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 센서 마그넷의 상기 N극은 상기 위치감지센서과 대향하도록 배치될 수 있다.
상기 하우징의 상측에 배치되는 커버를 포함할 수 있다.
상기 커버의 하면에는 상기 샤프트의 위치에 대응하여 상방으로 함몰되는 돌출부 안착홈이 형성될 수 있다.
상기 돌출부 안착홈과 상기 샤프트의 사이에는 안착부재가 구비되고, 상기 안착부재의 외경은 상기 돌출부 안착홈의 내경에 대응될 수 있다.
상기 커버의 상면 중 상기 돌출부 안착홈이 형성되는 영역은 타 영역보다 상방으로 돌출될 수 있다.
상기 하우징에는 상기 솔레노이드의 샤프트가 돌출되는 노출홀이 형성될 수 있다.
상기 노출홀을 통해 돌출된 상기 샤프트의 단부에는 변속 레버가 결합될 수 있다.
상기 노출홀과 상기 홀은 축 방향으로 동일하게 형성될 수 있다.
상기 솔레노이드는 상기 샤프트 및 상기 센서 마그넷을 감싸는 솔레노이드 커버를 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드 커버는 상기 샤프트의 형상에 대응하여 원통형의 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 홀에 결합될 수 있다.
상기 돌출부에는 하측 일부 영역이 단차지게 형성되는 단차부를 포함하고, 상기 단차부의 외경은 상기 홀의 외경보다 크고, 상기 돌출부의 외경은 상기 홀의 외경보다 작을 수 있다.
상기 단차부의 상면은 상기 인쇄회로기판의 하면과 접촉할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 구동모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 모터; 상기 하우징 내에 상기 모터와 이격되어 배치되는 솔레노이드; 상기 하우징과 결합하는 커버; 및 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 하우징은 상기 모터가 배치되는 제1 수용부 및 상기 솔레노이드가 배치되는 제2 수용부를 포함하며, 상기 모터 및 상기 솔레노이드는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된다.
상기 솔레노이드는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저; 상기 플런저와 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 포함하며, 상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 인쇄회로기판이 배치되는 제3수용부를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 변속기는 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동 모듈; 상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터; 및 상기 파워 모듈과 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 구동 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 직선 이동하는 샤프트를 포함하는 솔레노이드; 및 상기 솔레노이드 상에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 솔레노이드는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저; 상기 플런저와 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 포함하며, 상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고, 상기 인쇄회로기판상에 배치되고 상기 홀과 인접한 위치감지센서를 포함한다.
또 다른 실시예로서, 변속기는 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동 모듈; 상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터; 및 상기 파워 모듈과 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 구동 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 모터; 상기 하우징 내에 상기 모터와 이격되어 배치되는 솔레노이드; 상기 하우징과 결합하는 커버; 및 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 하우징은 상기 모터가 배치되는 제1 수용부 및 상기 솔레노이드가 배치되는 제2 수용부를 포함하며, 상기 모터 및 상기 솔레노이드는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 구동모듈 및 변속기는 외란의 영향 없이 낮은 오차로서 오브젝트의 위치를 감지할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판에 솔레노이드가 삽입되는 삽입홀을 형성함으로써 인쇄회로기판과 솔레노이드 간에 별도의 간격이 불필요하게 되므로, 제품을 보다 소형화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 인쇄회로기판의 상면에 위치감지 센서를 배치하여 샤프트의 단부에 결합된 센서 마그넷의 자력을 감지하므로, 샤프트의 위치 변화가 보다 용이하게 감지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 하우징의 내면에 솔레노이드가 요입되는 안착홈을 형성함으로써, 하우징의 내부에서 솔레노이드가 보다 견고하게 지지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 단일 하우징의 내부에 다수의 부품을 구비함으로써, 구동모듈이 보다 소형화되고 캠팩트해지는 장점이 있다.
또한, 종래 와이어로 연결되던 모터 및 솔레노이드를 단일 인쇄회로기판에 실장하여 제어 명령을 전달함으로써, 요구되는 와이어 및 부품 수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 제조 단가도 저렴해질 수 있다.
또한, 하우징에 각 전자부품이 배치되는 공간부를 형성시킴으로써, 불필요한 공간이 사라지고 제조 과정이 용이해지는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 솔레노이드 위치 감지 구조의 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 또 다른 솔레노이드 위치 감지 구조의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 내부 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 하우징의 하면의 모습을 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 솔레노이드의 위치감지 구조를 개략적으로 도시한 개념도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 도 6을 구체적으로 도시한 개념도.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 예의 변형례를 도시한 개념도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드의 위치감지 구조를 개략적으로 도시한 개념도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드와 인쇄회로기판의 결합 모습을 보인 단면도.
도 12는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드와 인쇄회로기판의 결합 모습을 보인 사시도.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기의 시스템을 도시한 시스템도.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 변속 레버의 모습을 보인 사시도.
도 15는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 구동모듈의 쉬프트를 위한 구성을 보인 개념도.
도 16 및 17은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 쉬프트 과정을 보인 단면도.
도 18은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 셀렉트 과정을 보인 단면도.
이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 "제1, 제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 설명되는 구동모듈은 기계적인 운동을 일으키는 모터 및 솔레노이드와, 모터 및 솔레노이드를 제어하는 제어부가 포함되는 모듈로서, 차량, 선박, 비행기 등 전장 부품을 갖는 시스템에 구비되는 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 조향 시스템, 브레이크 시스템, 전동식 펌프, 현가 장치 등에 구비될 수 있다.
이하에서 본 실시 예에 따른 구동모듈은, 설명의 편의상 2개의 클러치를 갖는 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission) 중 기어를 변속시키는 기어 액츄에이터(Gear Actuator) 인 것을 일 예로 하여 설명하기로 한다. 그러나, 구동모듈이 기어 액츄에이터 에 한정되는 것은 아니고, 전술한 타입을 포함한 다양한 타입의 기계 내부에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈의 내부 단면도 이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동모듈(100)은, 외관을 형성하는 케이스(10)와, 케이스(10)의 내측에 배치되어 구동력을 발생시키는 모터(30) 및 솔레노이드(40)와, 마찬가지로 케이스(10)의 내부에 배치되어 모터(30) 및 솔레노이드(40)를 제어하는 인쇄회로기판(90)과, 솔레노이드(40) 또는 모터(30)의 구동력을 전달하여 변속을 실시하는 변속 레버(60)를 포함한다.
케이스(10)는 구동모듈(100)의 외관을 형성한다. 상세히, 케이스(10)는 하우징(12)과, 하우징(12)의 상측에 배치되는 커버(14)를 포함한다. 따라서, 하우징(12)과 커버(14)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에는 모터(30) 및 솔레노이드(40), 인쇄회로기판(90)이 배치된다.
하우징(12)과 커버(14)는 나사 결합을 통해 결합될 수 있다. 나사 결합은, 서로 대응 되는 영역에 나사가 통과될 수 있는 홀이 형성되는 나사 결합부(15)를 형성하여 나사(15a)가 나사 결합부(15)에 끼워짐으로써 이루어질 수 있다. 나사 결합부(15)는 장방형의 하우징(12) 및 커버(14)의 각 모서리에 배치될 수 있다. 나사 결합부(15)에는 별도의 나사(15a)들이 결합되어, 하우징(12)과 커버(14)가 결합될 수 있다.
이와 달리, 하우징(12)과 커버(14)의 결합은, 양 구성의 둘레측 가장자리에 각각 걸림돌기와 걸림홈을 형성하여 걸림돌기가 걸림홈에 끼워지는 구조로 구성될 수도 있다.
한편, 커버(14)의 외면에는 구동모듈(100)이 시스템 내 타 구성과 결합되기 위한 결합부가 별도로 구비될 수 있다.
하우징(12)의 외측에는 다른 부품과의 전기적 연결을 위한 커넥터(50)가 구비될 수 있다. 커넥터(50)는, 중앙에 연결홀(51)이 형성되는 커넥터 몸체(52)를 포함할 수 있다. 그리고, 인쇄회로기판(90)에는 다른 부품과 전기적 연결을 위한 단자가 실장 또는 구비되고, 단자가 커넥터(50)에 접촉하여 연결홀(51)을 통해 케이스(10)의 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 별도의 와이어에 끼워진 플러그가 연결홀(51)에 삽입되어 단자와 접촉되면, 구동모듈(100)과 다른 전자부품 간에 전기적 결합이 이루어진다. 전기적 결합은 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 제어를 위한 것으로서, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
이와 달리, 커넥터(50)는 구동모듈(100)로 전원 공급을 위한 전원 단자일 수 있다. 따라서, 별도의 전원 공급부가 커넥터(50)를 통해 전기적으로 연결되면, 구동모듈(100)로 전원이 공급될 수 있다.
인쇄회로기판(90)은 하우징(12)의 상측에 수용된다. 그리고, 인쇄회로기판(90)에는 각종 전자부품(91)들이 실장된다. 즉 인쇄회로기판(90)은 다양한 전자부품이 실장되는 회로기판으로서 이해된다. 전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(90)에는 다른 전자부품과의 전기적 결합을 위한 단자가 실장될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(90)의 하측에는 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 상방으로부터 연장된 소자가 전기적으로 결합 또는 실장되어, 인쇄회로기판(90)의 제어 명령에 따른 모터(30) 및 솔레노이드(40) 동작을 수행할 수 있다.
인쇄회로기판(90)에는 모터(30)와 솔레노이드(40)의 구동을 감지하기 위한 센서부(95, 97)가 구비된다. 센서부(95, 97)는 모터(30)의 회전 구동력을 감지하는 회전감지 센서(95)와, 솔레노이드(40)의 직선 이동을 감지하는 위치감지 센서 (97)를 포함한다.
인쇄회로기판(90)은 후술할 제어 유닛(300, 도 13참조)의 제어 명령 또는 클러치 액츄에이터(200)의 동작 상태를 수신하고, 모터(30) 및 솔레노이드(40)를 동작시켜 기어를 변속시키는 제어부로서 이해된다. 이와 달리, 인쇄회로기판(90)의 자체 제어 명령에 따라 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 변속 동작이 제어되도록 구성될 수 있다.
이하에서는, 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 구동모듈(100)에는 모터(30)와 솔레노이드(40)가 복수로 구비된다. 일 예로, 모터(30)와 솔레노이드(40)의 개수는 각각 2개일 수 있다.
상세히, 모터(30)는 케이스(10)의 내부 공간 중 인쇄회로기판(90)의 하측에 각각 배치되는 제 1 모터(30a)와 제 2 모터(30b)를 포함한다. 제 1 모터(30a)와 제2 모터(30b)는 상호 대향하도록 배치될 수 있다.
각각의 모터(30a, 30b)들은, 모터 몸체(32)와, 모터 몸체(32)의 상면에 배치되어 인쇄회로기판(90)과의 전기적 결합을 위한 드라이버 결합부(36)와, 모터 몸체(32)의 하방으로 돌출되어 모터(30)의 회전 구동력을 외부로 전달하는 회전축(34)을 포함한다.
모터(30)는 전기 에너지를 회전력의 운동 에너지로 변환시키는 구성으로서, 모터(30)의 회전력을 통해 후술할 기어의 쉬프트(Shift) 동작이 이루어진다. 이 때, 제 1 모터(30a)는 홀수단 기어(1, 3, 5, 7)의 쉬프트 동작을 수행하고, 제 2 모터(30b)는 짝수단 기어(2, 4, 6, R)의 쉬프트 동작을 수행한다. 동작 과정에 대해서는 후술하기로 한다.
회전축(34)은, 모터(30)에서 발생되는 회전 구동력을 직선 운동의 구동력으로 변환하는 변환 장치와 연결될 수 있다. 일 예로, 변환 장치는 케이스(10)의 외부에서 회전축(34)과 결합되는 형태로 구성될 수 있다.
솔레노이드(40)는, 케이스(10)의 내부 공간 중 인쇄회로기판(90)의 하측에 각각 배치되는 제 1 솔레노이드(40a)와 제 2 솔레노이드(40b)를 포함한다. 복수의 솔레노이드(40a, 40b)는 상호 대향하도록 배치된다. 그리고, 복수의 모터(30a, 30b)와 복수의 솔레노이드(40a, 40b)는 교차 배열될 수 있다.
그리고, 각각의 솔레노이드(40a, 40b)들은, 솔레노이드 하우징(42)과, 솔레노이드 하우징(42)의 상측에 배치되어 인쇄회로기판(90)과의 전기적 결합을 위한 드라이버 결합부(45)와, 솔레노이드 하우징(42)의 하측으로 돌출되어 솔레노이드(40)의 구동력을 전달하기 위한 샤프트(43)를 포함한다.
샤프트(43)는 모터(30)의 회전축(34)과 서로 평행할 수 있다.
솔레노이드(40)는 공급된 전기 에너지를 샤프트(43)의 직선 운동을 위한 운동 에너지로 변환시키는 구성으로서, 샤프트(43)의 직선 운동을 통해 후술할 기어의 셀렉팅(Selecting) 동작이 이루어진다. 이 때, 제 1 솔레노이드(40a)는 홀수단 기어(1, 3, 5, 7)의 셀렉팅 동작을 수행하고, 제 2 솔레노이드(40b)는 짝수단 기어(2, 4, 6, R)의 셀렉팅 동작을 수행한다.
한편, 모터(30)와 솔레노이드(40)에는 인쇄회로기판(90)과의 결합을 위한 드라이버 결합부(36, 45)가 구비된다. 일 예로 드라이버 결합부(36, 45)는 외면 상에서 돌출되는 형상의 핀일 수 있다. 드라이버 결합부(36, 45)가 인쇄회로기판(90)에 전기적으로 연결되면, 모터와(30)와 솔레노이드(40)에는 전원이 제공될 수 있다. 이를 고려하여, 드라이버 결합부(36, 45)는 전원핀이라 명명할 수 있다.
그리고, 인쇄회로기판(90)에는 모터(30)와 솔레노이드(40)의 드라이버 결합부(36, 45)가 결합되는 핀홀(93, 98)이 형성될 수 있다. 핀홀(93, 98)은, 드라이브 결합부(36, 45)의 개수 및 위치에 대응하여 복수로 구비된다.
드라이버 결합부(36, 45)는 프레스 핏 핀(Press-Fit pin)일 수 있다. 따라서, 드라이버 결합부(36, 45)는 인쇄회로기판(90)에 형성된 핀홀(93, 98)에 삽입되어 고정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 하우징의 하면의 모습을 보인 사시도이다.
설명의 편의를 위해 도 6에서는 하우징(12)의 상, 하측이 바뀐 모습을 도시하였다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 하우징(12)과 커버(14)의 결합에 의해 형성되는 케이스(10)의 내부에는 전자 부품이 배치되는 내부 공간이 형성된다.
커버(14)은 장방형의 판 형상으로 형성되어 케이스(10)의 상부를 형성한다.
그리고, 하우징(12)은 단면이 커버(14)의 단면에 대응되는 형상으로 형성된다. 이 때 내부 공간이 형성되도록 하우징(12)에는, 커버(14)와 마주보는 하우징(12)의 하면으로부터 하방을 향해 제 1 높이(h1)를 갖도록 함몰 형성되는 제 1 공간부(12a)와, 제 1 공간부(12a)의 하면(12b) 중 일부가 하방을 향해 함몰 형성되어 제 2 높이(h2)를 갖는 제 2 공간부(13)가 포함된다.
제 1 공간부(12a)의 단면적 넓이는, 내부에 인쇄회로기판(90)이 수용되기 위해 인쇄회로기판(90)의 단면적 넓이에 대응되거나 다소 넓게 형성될 수 있다.
그리고 제 2 공간부(13)의 단면 형상은, 제 1 공간부(12a)의 하면(12b)에서 모터(30) 및 솔레노이드(40)가 배치되는 영역과 대응되도록 형성된다. 이는, 제 2 공간부(13)가 케이스(10)의 내부 공간에서 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 배치 영역을 형성하기 위해 설계된 구성으로 이해된다.
그리고, 제 2 공간부(13)의 하면(13a)에는 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 일부가 수용되도록 제1 수용부(18)와 제2 수용부(21)가 각각 하면(13a)으로부터 연장되어 돌출 형성된다. 여기서 제1 수용부(18)는 모터 수용부로서 이해되고, 제2 수용부(21)는 솔레노이드 수용부로서 이해된다.
상세히 제1 수용부(18)는, 모터(30)의 배치 영역과 대응하도록 제 2 공간부(13)의 하면(13a) 중 일부 영역이 하방을 향해 돌출 형성된다. 도시된 바와 같이 모터(30)는 2개가 배치되므로, 제1 수용부(18)는 모터(30)의 개수에 대응하여 제 1 모터 안착부(16)와 제 2 모터 안착부(17)인 2개가 형성된다. 그리고, 제1 수용부(18)의 하면에는, 모터(30)의 회전축(34)을 케이스(10)의 외부로 노출시키기 위한 관통홀(16a)이 형성된다. 따라서, 회전축(34)은, 모터(30)가 케이스(10)에 장착 시 관통홀(16a)을 통해 타 구성과 결합되어, 기어의 쉬프트 동작을 위한 모터(30)의 구동력을 전달할 수 있다.
한편, 커버(14)의 하면으로부터 제 1 높이(h1), 제 2 높이(h2) 및 제1 수용부(18)의 높이를 합한 값은 인쇄회로기판(90)에 장착된 모터(30)의 몸체(32)의 높이에 대응되거나 보다 클 수 있다.
제2 수용부(21)는, 솔레노이드(40)의 배치 영역과 대응하도록 제 2 공간부(13)의 하면(13a) 중 일부 영역이 하방을 향해 돌출 형성된다. 마찬가지로 솔레노이드(40)가 2개 배치되므로, 제2 수용부(21)는 솔레노이드(40)의 개수에 대응하여 제 1 솔레노이드 안착부(19)와 제 2 솔레노이드 안착부(20)를 포함한다. 그리고, 제2 수용부(21)의 하면에는, 솔레노이드(40)의 샤프트(43)을 케이스(10)의 외부로 노출시키기 위한 관통홀(20a)이 형성된다. 따라서, 샤프트(43)은, 솔레노이드(40)가 케이스(10)에 장착 시 관통홀(20a)을 통해 타 구성과 결합되어, 기어의 셀렉팅 동작을 위한 솔레노이드(40)의 구동력을 전달할 수 있다.
따라서, 커버(14)의 하면으로부터 제 1 높이(h1), 제 2 높이(h2) 및 제2 수용부(21)의 높이를 합한 값은 인쇄회로기판(90)에 장착된 솔레노이드(40)의 높이에 대응되거나 보다 클 수 있다.
그리고, 제2 수용부(21)의 하면 일측에는 기어의 셀렉팅 동작을 위한 변속 레버(60)가 결합되도록 레버 결합부(24)가 배치된다.
이하에서는, 솔레노이드(40)와, 샤프트(43)의 위치감지 구조에 대해 설명하기로 한다.
이러한 솔레노이드의 위치 감지 구조는 구동모듈뿐만 아니라, 구동모듈을 포함하는 포함하는 변속기 내에서 정의될 수 있다.
즉, 변속기는, 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동모듈; 상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터; 및 상기 구동모듈과 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 구동모듈은, 솔레노이드; 및 상기 솔레노이드 내에 포함된 샤프트의 중심 축 방향에 따른 이동에 의한 위치를 감지하는 위치 감지 센서를 포함하되, 상기 솔레노이드는, N극이 상기 중심 축 주위의 180도 중에서 일부 또는 전부의 범위에 배치되고, S극이 상기 축 주위의 나머지 180도의 일부 또는 전부의 범위에 배치됨으로써 상기 샤프트의 위치 감지를 위해 상기 샤프트와 결합하여 자기장을 형성하는 센서 마그넷을 포함한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 솔레노이드의 위치감지 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모듈은, 솔레노이드, 인쇄회로기판(90) 및 솔레노이드 내에 포함된 샤프트(43)의 중심 축 방향에 따른 이동에 의한 위치를 감지하는 위치 감지 센서(97)를 포함한다.
솔레노이드는, N극이 상기 중심 축 주위의 180도 중에서 일부 또는 전부의 범위에 배치되고, S극이 상기 축 주위의 나머지 180도의 일부 또는 전부의 범위에 배치됨으로써 샤프트(43)의 위치 감지를 위해 샤프트(43)와 결합하여 자기장을 형성하는 센서 마그넷(240)과 고정체인 스테이터(210), 스테이터(210) 대비 이동체인 플런저(230)를 포함한다. 샤프트(43)는 플런저(230)와 결합될 수 있다.
위치 감지 센서(97)는, 인쇄회로기판(90) 상에서, 위치 감지 센서(97)의 감지 면이 센서 마그넷(240)이 생성한 자기장의 자속에 수직하도록 인쇄회로기판(90) 상에 배치된다. 위치 감지 센서(97)는 반도체 칩 형태로 구현될 수 있다. 이 경우 반도체 칩 형태의 위치 감지 센서(97)는 감지 면이 인쇄회로기판(90) 면에 수직하도록 인쇄회로기판(90) 상에 세워지는 형태로 배치될 수 있다.
플런저(230)는 자성체를 포함하거나 자성을 띠도록 구현될 수 있다. 그리고 스테이터(210)는 코일을 포함한다. 상기 코일에는 전류가 흐르고, 전류에 의한 자기장이 발생한다. 플런저(230) 및 스테이터(210)의 코일에서 발생하는 각각의 자기장의 변화에 따라 플런저(230)는 스테이터(210) 내부에서 이격된 간극을 유지하며 슬라이딩 이동한다. 즉, 스테이터(210)의 코일에 의한 자기장과, 플런저(230)의 자성체에 의한 자기장의 상호 작용에 의해 플런저(230)는 스테이터(210) 내에서 상하 슬라이딩 운동을 한다.
여기서, 샤프트는(43)는 플런저(230)의 이동에 따라 중심 축 방향의 양 방향으로 상한(upper limit)의 제1 위치 및 하한(lower limit)의 제2 위치 사이에서 하강 이동 또는 상승 이동할 수 있다. 제1 위치는 샤프트(43)가 가장 높게 상승한 경우의 위치이고, 제2 위치는 샤프트(43)가 가장 낮게 하강한 경우의 위치이다.
센서 마그넷(240)은 샤프트(43)의 단부에 결합될 수 있다. 센서 마그넷(240)을 포함하는 샤프트(43)의 단부는, 위치 감지 센서(97)가 배치되는 인쇄회로기판(90)에 형성된 홀(92)을 관통하여 스테이터 대비 상대적으로 이동할 수 있다. 도 5를 다시 참조하면, 센서 마그넷(240)은 인쇄회로기판(90)에 형성된 홀(92)을 관통하여 위치 감지 센서(97)와 동일한 평면상에 위치할 수 있다. 따라서 센서 마그넷(240)에서 출력되는 자속은 다른 방해물이 없는 상태에서 위치 감지 센서(97)의 감지 면에 수직하게 들어가거나 나올 수 있다. 여기서, 위치 감지 센서(97)는, 홀(92) 주위의 인쇄회로기판(90) 상에 배치될 수 있다. 즉 센서 마그넷(240)이 홀(92)이 관통하고 홀 주위의 어느 하나의 위치에 위치 감지 센서(97)가 배치되므로, 결과적으로 위치 감지 센서(97)는 센서 마그넷(240)과 일정 거리 내에 배치되게 된다. 이 경우 일정 거리는 위치 감지 센서(97)의 최대 감지 거리 이내이다.
위치 감지 센서(97)는, X, Y 및 Z 방향의 자속을 감지하는 3축 홀 센서로 구현될 수 있다. 홀 센서는 홀 효과에 의해 동작하는 센서로서 홀 센서는 본 발명의 분야에서 잘 알려져 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이하 센서 마그넷(240)와 위치 감지 센서(97)의 상대적인 위치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 도 7을 구체적으로 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 위치 감지 구조는 센서 마그넷(240) 및 위치 감지 센서(97)를 포함한다. 센서 마그넷(240)은 단순하게 솔레노이드의 샤프트(43) 단부에 배치되어 N극 및 S극을 포함하는 자석 형상으로 단순화 되어 표시되어 있다. 역시 위치 감지 센서(97)는 개략적으로 감지 면이 N극을 향하도록 배치되어 있다.
센서 마그넷(240)은 세로 방향의 중심 축(axis) 방향으로 상한(upper limit)의 제1 위치 및 하한(lower limit)의 제2 위치 사이에서 하강 이동 또는 상승 이동하는 샤프트(43, shaft)의 위치를 감지하기 위하여 샤프트(43)의 단부에 배치될 수 있다. 센서 마그넷(240)은 N극에서 출발하고 S극에 도착하는 자속(magnetic flux)을 형성할 수 있다. 센서 마그넷(240)은 샤프트(43)의 하강 이동 또는 상승 이동에 따라 함께 하강 또는 상승 이동할 수 있다. 즉 센서 마그넷(240)은 샤프트(43)에 부착되고 샤프트(43)와 함께 움직인다.
여기서, 센서 마그넷(240)의 N극은 중심 축 주위의 180도 중에서 일부 또는 전부의 범위에 형성될 수 있다. 또한, 센서 마그넷(240)의 S극은 축 주위의 나머지 180도의 일부 또는 전부의 범위에 형성될 수 있다. 즉 센서 마그넷(240)의 N 극과 S 극은 막대 모양 형상의 양 끝 단에 각각 형성될 수 있다.
위치 감지 센서(97)는 센서 마그넷(240)이 형성하는 자속을 이용하여 샤프트(43)의 위치를 파악할 수 있다. 위치 감지 센서(97)는 위치 감지 센서(97)의 감지 면과 센서 마그넷(240)이 형성하는 자속이 수직하도록, 인쇄회로기판(90)에서 위치가 형성될 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 도 8에 X, Y 및 Z축으로 구성되는 좌표계가 표시되어 있다.
X축 상에 센서 마그넷(240)의 N극 및 S극이 위치하는 경우, 위치 감지 센서(97)의 중심은 동일 X축 상에 N극 및 S극과 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 구체적으로 위치 감지 센서(97)는 X축 상에서 N극과 최대 감지 거리 이내에서 소정 간격 이격되고, N극을 기준으로 S극 위치의 반대 쪽에 위치할 수 있다. 도 7을 참조하면 S극, N극 및 위치 감지 센서(97)가 순서대로 동일 X축 상에 배치되어 있다. 위치 감지 센서(97)의 감지 면과 수직하게 N극에서 나오는 자속이 표시되어 있다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 예의 변형례를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, X축 상에 센서 마그넷(240)의 N극 및 S극이 위치하는 경우, 위치 감지 센서(97)의 중심은 동일 X축 상에 N극 및 S극과 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 구체적으로 위치 감지 센서(97)는 X축 상에서 S극과 최대 감지 거리 이내에서 소정 간격 이격되고, S극을 기준으로 N극 위치의 반대 쪽에 위치할 수 있다. 도 9를 참조하면 N극, S극 및 위치 감지 센서(97)가 순서대로 동일 X축 상에 배치되어 있다. 위치 감지 센서(97)의 감지 면과 수직하게 S극으로 들어가는 자속이 표시되어 있다.
도 9를 참조하면, 도 8과 비교하여 센서 마그넷(240)의 N극 대신에 S극이 위치 감지 센서(97)와 근접하게 배치되어 있다. N극 및 S극의 위치를 제외하면 센서 마그넷(240)과 위치 감지 센서(97)의 상대적인 위치는 도 8 및 도 9가 동일하다. 즉, 도 9의 구성에 따르면 S극으로 들어가는 자속이 위치 감지 센서(97)에 의해 감지될 수 있다.
또한 센서 마그넷(240)의 N극과 S극, 및 위치 감지 센서(97)는 Y축 상에서는 동일한 좌표에 위치한다.
이상 본 발명의 제 1 실시예에 따르면 센서 마그넷(240)의 N극에서 나오는 자속 또는 S극으로 들어가는 자속이 장애물 없이 위치 감지 센서(97)의 감지 면에 의해 감지될 수 있다. 또한 기존의 기술과 비교하여 자속과 위치 감지 센서(97)가 이루는 직각면이 더욱 용이하게 형성 될 수 있다. 이로써 샤프트(43) 등의 오브젝트의 회전 또는 이동을 감지함에 있어서 오차율을 줄일 수 있고 측정에 있어서 외란을 없앨 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드의 위치 감지 구조에 대해 설명하기로 한다. 본 실시 예에서는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시 예와 동일하고, 다만 솔레노이드의 위치 감지를 위한 구성에 있어 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명을 하고, 나머지 부분에 있어서는 제 1 실시 예를 원용하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드의 위치감지 구조를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드와 인쇄회로기판의 결합 모습을 보인 단면도이며, 도 12는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드와 인쇄회로기판의 결합 모습을 보인 사시도이다.
도 10 내지 12을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 솔레노이드(40)는, 하우징(12)의 내부에 배치된다. 상세히, 상기 솔레노이드(40)는, 솔레노이드 하우징(42)과, 상기 솔레노이드 하우징(42)의 내측에 배치되는 스테이터(210)와, 상기 스테이터(210)의 내측에 배치되는 플런저(230)와, 상기 플런저(230)에 결합되는 샤프트(43) 및 상기 샤프트(43)의 상측에 배치되는 센서 마그넷(240)을 포함한다.
상기 솔레노이드(40)는 솔레노이드 하우징(42)과, 상기 솔레노이드 하우징(42)의 상측에 결합되는 솔레노이드 커버(250)에 의해 외형이 형성된다. 그리고, 상기 솔레노이드 하우징(42)의 하면에는 상기 샤프트(43)를 외부로 노출시키기 위한 노출홀(201)이 형성된다. 상기 노출홀(201)과 상기 관통홀(20a) 및 상기 삽입홀(92)은 축방향으로 서로 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 노출홀(201) 및 상기 관통홀(20a)을 통해 상기 솔레노이드 하우징(42)의 외부로 연장되는 상기 샤프트(43)의 단부는, 변속 레버(60, 도 2참조)와 결합될 수 있다.
상기 스테이터(210)의 중앙 영역에는 상기 플런저(230)와 결합되는 상기 샤프트(43)를 수용하기 위한 홀이 형성된다. 그리고, 상기 스테이터(210)에는 코일이 권선되어 상기 플런저(230)에 구비되는 마그넷과 전자기적으로 상호 작용될 수 있다.
상기 스테이터(210)의 내측에는 플런저(230)가 배치된다. 상기 플런저(230)는 상기 스테이터(210)와 마주하는 상기 샤프트(43)의 외주면에 결합된다. 상기 플런저(230)는 원기둥과 유사한 형상으로 형성되며, 자성 소재로 제작될 수 있으며, 냉간 압연 강판(SPCC) 등과 같은 소재를 가공하여 제작될 수 있다. 따라서, 상기 스테이터(210)의 코일에 전류가 인가됨에 따라서 발생된 전자기력에 의하여 상기 플런저(230)는 코일 내부에서 상승 또는 하강과 같은 직선 이동을 하며, 상기 플런저(230)와 결합한 상기 샤프트(43)는 직선 이동할 수 있다. 여기서, 상기 샤프트(43)가 직선 이동한다는 것은, 도 10을 기준으로 상기 샤프트(43)가 상, 하 방향으로 이동하는 것을 말한다.
상기 센서 마그넷(240)은, 상기 샤프트(43)의 상단에 결합된다. 상기 샤프트(43)의 상단에는 타 영역보다 단면적이 좁아지는 센서 마그넷 결합부(43a)가 형성되고, 상기 센서 마그넷(240)은 상기 센서 마그넷 결합부(43a)의 외주면에 결합될 수 있다. 상기 센서 마그넷(240)이 결합된 상기 센서 마그넷 결합부(43a)의 단면적은 상기 샤프트(43)의 단면적에 대응될 수 있다. 즉, 상기 센서 마그넷 결합부(43a)의 외경은 상기 샤프트(43)의 외경 보다 작게 형성되고, 상기 센서 마그넷 결합부(43a)의 외경은 상기 센서 마그넷(240)의 내경에 대응될 수 있다.
상기 센서 마그넷(240)는 도 12에 도시된 바와 같이 각각 N극과 S극을 가지는 복수의 링 형태로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 센서 마그넷(240) 단면의 직경은 5mm 내지 15mm로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 센서 마그넷(240)의 높이는 4mm 내지 10mm일 수 있다.
상기 솔레노이드 커버(250)는 상기 솔레노이드 하우징(42)의 상측에 결합된다. 상기 솔레노이드 커버(250)의 하면에는 상기 샤프트(43) 및 센서 마그넷(240)이 수용되도록, 상방을 향해 연장되는 수용홈(252)이 형성된다. 따라서, 상기 샤프트(43) 및 상기 센서 마그넷(240)은 상기 수용홈(252)에 수용되어 직선 이동될 수 있다.
한편, 상기 솔레노이드 커버(250)에는, 상면으로부터 상방으로 돌출되는 돌출부(260)가 형성된다. 상기 돌출부(260)는 후술할 상기 인쇄회로기판(90)의 삽입홀(92)에 끼워지는 구성으로서, 상기 인쇄회로기판(90)의 하측으로부터 상방을 향해 끼워질 수 있다. 상기 돌출부(260)에는, 하측 일부 영역이 단차지게 형성되는 단차부(262)가 구비된다. 상기 단차부(262)는 타 영역보다 단면적이 넓게 형성되어, 상기 인쇄회로기판(90)의 하면을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 단차부(262)의 상면이 상기 인쇄회로기판(90)의 하면에 접촉되어, 상기 돌출부(260)는 상기 인쇄회로기판(90)의 상방으로 연장될 수 있다.
상기 돌출부(260)의 내부에는 상기 수용홈(252)이 형성된다. 따라서, 상기 수용홈(252)은, 상기 솔레노이드 커버(250)의 하면으로부터 상방으로 연장되어 상기 돌출부(260)의 내측에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 샤프트(43)와 상기 센서 마그넷(240)이 상기 수용홈(252)에 수용될 수 있다.
한편, 상기 솔레노이드 커버(250)의 재질은 자계에 영향을 받지 않는 비자성체일 수 있다. 예를 들어, 상기 솔레노이드 커버(250)의 재질은, 플라스틱, 알루미늄, 구리로 이루어진 군에서 하나가 선택될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(90)에는 상기 돌출부(260)가 끼워지는 삽입홀(92)이 형성된다. 상기 삽입홀(92)은 상기 인쇄회로기판(90)의 상면으로부터 하면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 삽입홀(92)의 직경은 상기 돌출부(260)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 한편, 상기 샤프트(43)는 상기 돌출부(260)의 내부에서 직선 이동되므로, 상기 삽입홀(92)은 상기 샤프트(43)가 삽입되는 것으로도 이해될 수 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(90)의 상면에는, 상기 센서 마그넷(240)과 이격되며 상기 샤프트(43)의 위치를 감지하기 위한 위치감지 센서(97)가 구비된다. 상기 위치감지 센서(97)는, 상기 인쇄회로기판(90)의 상면 상에서 상기 삽입홀(92)에 인접하여 배치된다. 상기 위치감지 센서(97)는 상기 센서 마그넷(240)에서 발생되는 자기력을 감지하여, 상기 샤프트(43)의 위치를 감지한다. 상기 위치감지 센서(97)는 X축, Y축, Z축 방향으로의 위치를 감지할 수 있는 3축 리니어 센서로서, 측정된 값 중 2개의 센싱값을 선형으로 환산하여 상기 샤프트(43)의 위치를 감지할 수 있다.
상기 위치감지 센서(97)는, 상기 센서 마그넷(240)의 중심으로부터 8mm~18mm정도 이격될 수 있다.
한편, 상기 돌출부(260)의 상단과 마주하는 상기 커버(14)의 하면에는, 상방을 향해 함몰되는 돌출부 안착홈(144)이 형성된다. 상기 돌출부 안착홈(144)은 상기 커버(14)의 하면 중 일부가 상방을 향해 함몰 형성되어, 상기 돌출부(260)의 상측 일부를 수용할 수 있다. 그리고, 상기 돌출부 안착홈(144)의 형성을 위해, 상기 커버(14)의 상면 중 상기 돌출부 안착홈(144)이 형성되는 영역은, 타 영역보다 상방으로 돌출된 형태를 가질 수 있다.
상기 돌출부 안착홈(144)의 내주면과 상기 돌출부(260)의 외주면 사이에는, 상기 돌출부(260)가 상기 돌출부 안착홈(144)에 견고하게 결합될 수 있도록 안착부재(242)가 구비될 수 있다. 상기 안착부재(242)는 외주면 직경이 상기 돌출부 안착홈(144)의 내주면 직경에 대응되도록 형성되어, 상기 돌출부 안착홈(144)에 매립될 수 있다. 그리고, 상기 솔레노이드(40)는 상기 돌출부(260)가 상기 돌출부 안착홈(144)에 끼워지므로, 상기 하우징(12) 내부에서 견고하게 고정될 수 있다. 상기 안착부재(242)의 재질은 일 예로, 탄성 변형 소재일 수 있다.
이하에서는, 상기 솔레노이드(40)에서 상기 샤프트(43)의 위치감지 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 10 내지 12를 참조하면, 전술한 바와 같이 상기 플런저(230)와 상기 스테이터(210)의 상호 작용에 의해, 상기 플런저(230) 및 상기 샤프트(43)는 상, 하 방향으로 직선 이동한다.
상기 샤프트(43)의 이동에 따라, 상기 샤프트(43)의 상단 및 상기 센서 마그넷(240)도 상기 수용홈(252)에 수용된 상태로 상, 하 이동될 수 있다. 그리고, 상기 위치감지 센서(97)는 상기 센서 마그넷(240)으로부터 발생되는 자력을 감지하여, 상기 샤프트(43)가 얼마나 이동되는지 감지될 수 있다.
예를 들어, 상기 샤프트(43)가 위치할 수 있는 지점을 최상측으로부터 상기 최하측으로 구분하여, 상기 샤프트(43)의 총 이동 경로를 계산한다. 그리고, 상기 센서 마그넷(240)에서 감지되는 자력의 최대값 및 최소값을 상기 이동 경로를 고려하여 연계함으로써, 직선 이동하는 상기 샤프트(43)의 위치를 감지할 수 있다.
이하에서는 구동모듈(100)이 구비된 변속기에 대해 설명하기로 한다
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기의 시스템을 도시한 시스템도이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모듈(100)은 변속기(2000) 중 기어를 변속시키는 기어 액츄에이터(Gear Actuator)인 것을 일 예로 한다. 한편, 본 실시 예의 변속기(2000)는, 전술한 제 1 실시 예에 따른 변속기, 제 2 실시 예에 따른 변속기 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시 예에 따른 변속기(2000)는, 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동모듈(100)과, 상기 구동모듈(100)을 작동시키며 상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터(Clutch Actuator)(300)와, 상기 클러치 액츄에이터(300)와 상기 구동모듈(100)을 제어하는 제어 유닛(400)을 포함한다.
상기 제어 유닛(400)의 상기 변속기(2000)의 전반적인 동작을 제어 한다. 일 예로, 차량의 속도 변화에 따라 상기 구동모듈(100)이 적절한 기어비를 갖도록 변경해주는 역할을 수행할 수 있다.
상기 클러치 액츄에이터(300)는 복수의 클러치 모터(210, 220)를 구비한다. 두 개인 상기 모터(30) 및 솔레노이드(40)의 개수에 대응하여 상기 복수의 클러치 모터(210, 220)는 두 개 일 수 있다. 상기 복수의 클러치 모터(210, 220) 중 제 1 클러치 모터(210)는 홀수단 기어를 변환하기 위한 상기 제 1 모터(30a)와 제 1 솔레노이드(40a)의 동작을 제어하는 모터로서 이해된다. 그리고, 제 2 클러치 모터(220)는 짝수단 기어를 변환하기 위한 상기 제 2 모터(30b)와 제 2 솔레노이드(40b)의 동작을 제어하는 모터로서 이해된다.
바꾸어 말하면, 상기 제 1 모터(30a)와 상기 제 1 솔레노이드(40a)는 제 1 클러치, 상기 제 2 모터(30b)와 상기 제 2 솔레노이드(40b)는 제 2 클러치로서 이해된다. 따라서, 복수의 클러치 모터(210, 220)에 의해 상기 각 클러치들은 동작이 택일적으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 기어가 최초 중립에 위치한 상태에서 운전자가 운전을 시작한다고 가정을 할 때, 상기 제 1 클러치 모터(210)는 켜진(ON) 상태가 되고 상기 제 2 클러치 모터(220)는 꺼진(OFF) 상태가 된다. 상기 제 1 클러치 모터(210)의 켜진 상태에 따라, 상기 제 1 모터(30a) 및 제 1 솔레노이드(40a)의 동작에 의해 홀수단 기어유닛에서 1단인 기어로 동작될 수 있다(이 때 상기 제 2 모터(30b)와 상기 제 2 솔레노이드(40b)는 짝수단 기어유닛에서 입력축을 2단인 상태로 대기시킨다). 다음으로 속도가 증가됨에 따라 상기 제 1 클러치 모터(210)는 꺼진(OFF) 상태가 되고, 상기 제 2 클러치 모터(220)는 켜진(ON) 상태가 된다. 이 때는 상기 제 2 클러치 모터(220)의 켜진 상태에 따라, 상기 제 2 모터(30b) 및 제 2 솔레노이드(40b)의 동작에 의해 짝수단 기어유닛에서 2단인 기어로 동작될 수 있다. 여기서, 켜짐(ON)과 꺼짐(OFF) 상태는 동력 전달 및 차단 상태로서 이해된다.
따라서, 상기 클러치 액츄에이터(300) 및 기어 액츄에이터(100)는 상기 제어 유닛(400)의 제어 명령에 따라, 차량 속도를 고려한 동작을 통해 적절한 기어비로 기어를 변속시킬 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 구동모듈(100) 및 변속기(2000)에 따르면, 인쇄회로기판(90)에 솔레노이드가 삽입되는 삽입홀을 형성함으로써 인쇄회로기판(90)과 솔레노이드 간에 별도의 간격이 불필요하게 되므로, 제품을 보다 소형화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 인쇄회로기판(90)의 상면에 위치감지 센서(97)를 배치하여 샤프트(43)의 단부에 결합된 센서 마그넷(240)의 자력을 감지하므로, 샤프트(43)의 위치 변화가 보다 용이하게 감지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 하우징의 내면에 솔레노이드가 요입되는 안착홈을 형성함으로써, 하우징의 내부에서 솔레노이드가 보다 견고하게 지지될 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 구동모듈에 대해 설명하기로 한다. 본 실시 예에서는 다른 부분에 있어서는 제 1 및 제2 실시 예와 동일하고, 다만 솔레노이드와 관련된 동력 전달구조에 추가적인 특징이 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명을 하고, 나머지 부분에 있어서는 제 1 및 2 실시 예를 원용하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제2 수용부(21)의 하면 일측에는 기어의 셀렉팅 동작을 위한 변속 레버(60, 도 14)가 결합되도록 레버 결합부(24)가 구비된다. 레버 결합부(24)는, 상기 제2 수용부(21)의 하면으로부터 하방을 향해 돌출되는 몸체(25)와, 상기 몸체(25) 상에서 후술할 결합핀(68, 도 14참조)이 끼워지는 제 1 결합홀(26)을 포함한다. 상기 솔레노이드(40)의 개수에 대응하여, 상기 레버 결합부(24)도 복수의 상기 제2 수용부(21)의 하면에 각각 구비된다.
한편, 상기 제 2 공간부(13)의 가장자리에는 타 구성과의 결합을 위한 별도의 나사홀이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
이하에서는 상기 변속 레버(60)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 변속 레버의 모습을 보인 사시도이다.
도 3, 6 및 14를 참조하면, 상기 변속 레버(60)는 케이스(10)의 하측에 결합된다. 상세히, 상기 변속 레버(60)는 상기 하우징(12)의 제2 수용부(21)에 구비된 상기 레버 결합부(24)에 결합된다.
상기 변속 레버(60)는, 상기 솔레노이드(40)의 구동축(43)에 결합되는 솔레노이드 결합부(70)와, 일측이 상기 솔레노이드 결합부(70)에 결합되어 상기 솔레노이드 결합부(70)의 동작에 따라 회전되는 레버(62) 및 상기 레버(62)를 상기 레버 결합부(24)에 결합시키는 결합핀(68)을 포함한다.
상기 솔레노이드 결합부(70)는 상기 구동축(43)이 끼워지는 결합홀(72)이 형성되는 결합부 몸체(71)와, 상기 결합부 몸체(71)의 외주면으로부터 외주방향으로 연장되어 상기 레버(62)가 끼워지는 장착홈(74)이 형성되는 가이드(77)를 포함한다.
결합부 몸체(71)는 하면의 중앙 영역으로부터 상면의 중앙 영역을 관통하는 결합홀(72)이 형성된다. 상기 결합홀(72)에는 상기 구동축(43)이 끼워진다. 상기 구동축(43)은 상기 결합홀(72)에 삽입된 상태에서 고정되어, 상기 구동축(43)의 직선운동에 따라 상기 솔레노이드 결합부(70)도 함께 움직인다.
상기 가이드(77)는 중심에 상기 레버(62)가 끼워지는 장착홈(74)이 형성되도록, 상기 결합부 몸체(71)의 외주면으로부터 평행하게 연장되는 복수의 판(76) 형태로 구성된다. 즉, 상기 장착홈(74)은 상, 하부가 개구지게 형성되고, 좌, 우측은 상기 복수의 판(76)에 의해 구획되는 것으로 이해된다.
그리고, 상기 복수의 판(76) 각각에는 후술할 걸림부(65)가 끼워지는 가이드홈(75)이 형성된다. 상기 가이드홈(75)은 상기 장착홈(74)의 내주면 중 일부가 외면을 향해 관통되는 홀로 이해될 수 있다. 상기 가이드홈(75)은 상기 복수의 판(76)의 단부에서부터 상기 결합부 몸체(71) 방향으로 함몰 형성되어, 상기 걸림부(65)가 삽입 시 상기 레버(62)의 제 1 회전 중심을 형성한다.
상기 레버(62)는 단면이 대략 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 일단이 상기 솔레노이드 결합부(70)에 결합되고, 타단이 후술할 셀렉팅축(750, 도 16참조)에 결합된다.
상기 레버(62)는 레버 몸체(63)와, 상기 레버 몸체(63)의 일단을 형성하며 상기 솔레노이드 결합부(70)와 결합되는 회전부(64)와, 상기 레버 몸체(63)의 타단을 형성하여 상기 셀렉팅축(750)과 결합되는 셀렉팅축 결합부(66)를 포함한다.
상기 레버 몸체(63) 상에는 상기 하우징(12)의 하면에 형성된 레버 결합부(24)와의 결합을 위한 제 2 결합홀(미도시)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 결합홀(26) 및 상기 제 2 결합홀에 상기 결합핀(68)이 끼워져 상기 레버 결합부(24)와 상기 레버(62)가 결합된다. 이 때, 상기 결합핀(68)은 상기 솔레노이드(40)의 동작에 따라 상기 레버(62)의 회전 중심을 형성하는 것으로 이해된다.
그리고, 상기 회전부(64)는 상기 솔레노이드 결합부(70)의 장착홈(74)에 끼워진다. 상기 회전부(64)의 너비는 상기 솔레노이드 결합부(70)의 폭의 길이에 대응되어, 상기 회전부(64)가 상기 솔레노이드 결합부(70)에 결합 시 도 5을 기준으로 상하 방향으로의 움직임만 갖게 된다. 그리고, 상기 가이드홈(75)에 끼워지도록 상기 회전부(64)의 양 측면에는 걸림부가 돌출 형성되어, 상기 레버(62)의 회전에 따라 상기 회전부(64)의 회전 중심을 형성하여 상기 회전부(64)를 상기 장착홈(74)의 내부에 고정시킨다.
상기 셀렉팅축 결합부(66)는 후술할 셀렉팅축(750)과 결합되어, 상기 솔레노이드(40)로부터 제공된 구동력을 상기 셀렉팅축(750)에 전달시킨다.
이하에서는 상기 구동모듈(100)이 기어를 변환시키는 과정에 대해 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 구동모듈의 쉬프트를 위한 구성을 보인 개념도이고, 도 16 및 17은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 쉬프트 과정을 보인 단면도이다.
도 15를 참조하면, 상기 모터(30)의 회전축(34)에는 연결부(721)를 통해 연결기어(720)가 결합된다. 즉, 상기 회전축(34)의 회전에 따라 상기 연결기어(720)가 함께 회전하도록 결합된다.
상기 연결기어(720)은 단면이 원형이고, 외주면에 나사산이 형성되는 축 형태로 형성된다. 그리고, 상기 연결기어(720)의 회전에 따라 상기 연결기어(720)의 길이 방향으로 이동되도록 가이드 기어(730)가 결합된다. 상기 가이드 기어(730)는 상기 연결기어(720)의 단면 형상에 대응되는 결합홀(미도시)을 가지며, 상기 결합홀에 상기 연결기어(720)가 삽입되어 결합된다. 이 때, 상기 결합홀의 내주면에는 상기 연결기어(720)의 나사산에 대응되는 나사홈이 형성되고, 상기 연결기어(720)와 상기 가이드 기어(730)는 나사 결합되는 것으로 이해된다.
따라서, 상기 모터(30)의 회전력을 통해 상기 연결기어(720)가 회전됨에 따라, 나사결합된 상기 가이드 기어(730)는 상기 연결기어(720)의 길이 방향을 따라 일방 또는 타방으로 왕복 운동된다. 상기 연결기어(720)의 이동 방향은 상기 모터(30)의 회전 방향에 따라 결정된다.
그리고, 상기 가이드 기어(730)의 외면 상에는 기어를 변환하는 입력축(740)이 삽입되는 가이드홈(732)이 형성된다. 상기 가이드 기어(730)는 외면 중 기어 유닛(G)을 향한 면 상에서 내부를 향해 함몰 형성되어, 상기 가이드홈(732)에 상기 입력축(740)의 일단이 결합된다.
상기 입력축(740)은 단부에 상기 기어 유닛(G)의 기어를 설정하는 조작돌기(742)가 구비된다. 상세히, 상기 입력축(740)의 일단에는 상기 가이드홈(732)에 끼워지는 가이드 돌기(741)가 형성되고, 타단에는 상기 기어 유닛(G)의 기어를 설정하는 조작돌기(742)가 형성된다. 상기 가이드 돌기(741) 및 상기 조작돌기(742)는 중심 영역에 비해 상대적으로 단면적이 크게 형성될 수 있다.
상기 가이드 돌기(741)는 상기 가이드홈(732)의 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 가이드홈(732)의 내부에 안착된다. 따라서, 상기 입력축(740)의 이동에도 상기 가이드 돌기(741)는 상기 가이드홈(732)의 내부에 구속된다.
그리고, 상기 조작돌기(742)는 상기 기어 유닛(G)의 각 단을 형성하는 경로를 이동하며 입력된 제어명령에 따라 설정된 기어에 위치한다. 도 7에서는 상기 기어 유닛(G)이 홀수단 기어 유닛인 것을 일 예로 하여 도시하고 있다.
도 15 내지 17를 참조하여 쉬프트 과정을 설명하면, 상기 조작돌기(742)가 상기 기어 유닛(G) 상에서 중립으로부터(도 15) 1단으로 이동되는 경우(도 16)에, 상기 제 1 모터(30a)의 일방향 구동력은 상기 가이드 기어(730)가 상기 제 1 모터(30a)에 인접하도록 작용된다. 즉 상기 가이드 기어(730)와 상기 연결기어(720)가 나사결합 되어 있으므로, 상기 가이드 기어(730)의 회전에 따라 상기 연결기어(720)가 상기 모터(30a)에 인접되는 방향으로 회전 방향이 결정된다.
상기 입력축(740)의 중심은 상기 셀렉팅축(750)에 의해 구속되므로, 상기 입력축(740)의 타단 즉 상기 조작돌기(742)는 상기 셀렉팅축(750)을 기준으로 상기 가이드 돌기(741)에 대칭하는 위치로 이동된다. 따라서, 상기 가이드 돌기(741)의 이동에 따라 기어는 1단으로 변환될 수 있다.
다음으로 기어가 5단으로 쉬프트 시에는, 상기 가이드 기어(730)가 상기 모터(30a)로부터 멀어지는 방향으로 이동되도록 상기 연결기어(720)의 회전이 이루어진다. 따라서, 상기 가이드 돌기(741) 역시 마찬가지로 상기 모터(30a)로부터 멀어지도록 이동되고, 상기 셀렉팅축(750)을 기준으로 대칭인 상기 조작 돌기(742)는 상기 기어 유닛(G) 상에서 5단을 향해 이동될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 셀렉트 과정을 보인 단면도 이다.
도 18에서는 홀수단 기어 유닛 상에서 상기 조작돌기(742)가 1단과 5단 사이인 중립 경로에서 3단과 7단 사이인 중립 경로로 셀렉트 되는 모습을 도시하고 있다.
도 15 및 18을 참조하면, 상기 레버(62)의 셀렉팅축 결합부(66)에는 상기 셀렉팅축(750)이 결합된다. 전술한 바와 같이, 상기 셀렉팅축(750)은 상기 입력축(740)의 중심에 직교한 방향으로 결합된다. 상기 입력축(740)과 상기 셀렉팅축(750)의 결합은 어느 하나의 축에 홀을 형성하고 다른 하나의 축이 홀에 삽입됨으로써 구성될 수 있다.
상기 셀렉팅축(750)의 외면 중 상기 레버(62)와 결합되는 영역에는 레버 결합부(752)가 구비된다. 상기 레버 결합부(752)에는 상기 셀렉팅축 결합부(66)가 삽입되는 결합홈(753)이 구비되고, 상기 레버(62)와 상기 셀렉팅축(750)이 결합 시 상기 결합홈(753)에 상기 셀렉팅축 결합부(66)가 삽입된다.
이하 셀렉팅 과정을 설명하면, 상기 솔레노이드(40)의 구동에 따라 상기 구동축(43)이 직선 운동을 수행한다. 상기 구동축(43)의 직선 운동에 따라 상기 솔레노이드 결합부(70)도 함께 상, 하 방향(도 5 기준)으로 이동된다. 이 때, 상기 레버(62)의 일단은 상기 걸림부(65)를 회전 중심으로 회전되고, 그 반작용으로 상기 레버(62)의 타단, 즉 상기 셀렉팅축 경합부(66)도 상기 결합핀(68)을 회전 중심으로 하여 회전된다. 상기 셀렉팅축 경합부(66)의 회전 반경은 상기 기어 유닛(G) 상에서 상기 조작돌기(742)가 셀렉트 되는 거리인 D 거리만큼 이동하도록 설정될 수 있다.
따라서, 도 18을 기준으로, 상기 셀렉팅축(750)은 상기 레버(62)로부터 구동력을 전달받아 셀렉트 되기 위한 상하 동작이 수행된다. 이에 따라, 상기 조작돌기(742)는, 상기 기어 유닛(G) 상에서 시프트 되는 경로가 셀렉트 될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 구동모듈(100) 및 변속기(1000)에 따르면, 단일 하우징의 내부에 다수의 부품을 구비함으로써 모듈이 보다 소형화되고, 컴팩트해지는 장점이 있다.
또한, 종래 와이어로 연결되던 모터 및 솔레노이드를 단일 제어 구동드라이버에 실장하여 제어 명령을 전달함으로써, 요구되는 와이어 및 부품 수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 제조 단가도 저렴해지는 장점이 있다.
또한, 하우징에 각 전자부품이 배치되는 공간부를 형성시킴으로써, 불필요한 공간이 사라지고 제조 과정이 용이해지는 장점이 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

Claims (22)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어 직선 이동하는 샤프트를 포함하는 솔레노이드; 및
    상기 솔레노이드 상에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 솔레노이드는 스테이터, 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저, 상기 플런저와 결합되는 샤프트 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고,
    상기 인쇄회로기판상에 배치되고 상기 홀과 인접한 위치감지센서를 포함하는 구동 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 위치감지센서와 상기 솔레노이드 사이에 배치되는 구동 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 플런저의 이동에 따라 상기 샤프트의 중심 축 방향의 양 방향으로 상한(upper limit)의 제1 위치 및 하한(lower limit)의 제2 위치 사이에서 하강 이동 또는 상승 이동하는 구동 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 감지 센서는 X, Y 및 Z 방향의 자속을 감지하는 3축 홀 센서인 구동 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서 마그넷은 N극과 S극을 포함하며,
    상기 X축 상에 상기 센서 마그넷의 상기 N극 및 상기 S극이 배치되며,
    상기 위치감지센서는 상기 센서 마그넷과 소정 간격 이격되도록 배치되는 구동 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 마그넷의 상기 N극은 상기 위치감지센서과 대향하도록 배치되는 구동 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 상측에 배치되는 커버를 포함하는 구동 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버의 하면에는 상기 샤프트의 위치에 대응하여 상방으로 함몰되는 돌출부 안착홈이 형성되는 구동 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 돌출부 안착홈과 상기 샤프트의 사이에는 안착부재가 구비되고,
    상기 안착부재의 외경은 상기 돌출부 안착홈의 내경에 대응되는 구동 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 커버의 상면 중 상기 돌출부 안착홈이 형성되는 영역은 타 영역보다 상방으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 솔레노이드의 샤프트가 돌출되는 노출홀이 형성되는 구동 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 노출홀을 통해 돌출된 상기 샤프트의 단부에는 변속 레버가 결합되는 구동 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 노출홀과 상기 홀은 축 방향으로 동일하게 형성되는 구동 모듈.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 상기 샤프트 및 상기 센서 마그넷을 감싸는 솔레노이드 커버를 더 포함하는 구동 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 커버는 상기 샤프트의 형상에 대응하여 원통형의 돌출부를 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 홀에 결합되는 구동 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 돌출부에는 하측 일부 영역이 단차지게 형성되는 단차부를 포함하고,
    상기 단차부의 외경은 상기 홀의 외경보다 크고,
    상기 돌출부의 외경은 상기 홀의 외경보다 작은 구동 모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 단차부의 상면은 상기 인쇄회로기판의 하면과 접촉하는 구동 모듈.
  18. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 모터;
    상기 하우징 내에 상기 모터와 이격되어 배치되는 솔레노이드;
    상기 하우징과 결합하는 커버; 및
    상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 모터가 배치되는 제1 수용부 및 상기 솔레노이드가 배치되는 제2 수용부를 포함하며,
    상기 모터 및 상기 솔레노이드는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 구동 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 스테이터, 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저, 상기 플런저와 결합되는 샤프트 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하는 구동 모듈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인쇄회로기판이 배치되는 제3수용부를 포함하는 구동 모듈.
  21. 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동 모듈;
    상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터; 및
    상기 파워 모듈과 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 구동 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 배치되어 직선 이동하는 샤프트를 포함하는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드 상에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 솔레노이드는 스테이터, 상기 스테이터 내에 배치되는 플런저, 상기 플런저와 결합되는 샤프트 및 상기 샤프트 상측에 배치되는 센서 마그넷을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고,
    상기 인쇄회로기판상에 배치되고 상기 홀과 인접한 위치감지센서를 포함하는 변속기.
  22. 복수의 클러치를 통해 구동력을 제공하여 기어를 변속시키는 구동 모듈;
    상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 클러치를 택일적으로 동작시키는 클러치 액츄에이터; 및
    상기 파워 모듈과 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 구동 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 배치되는 모터, 상기 하우징 내에 상기 모터와 이격되어 배치되는 솔레노이드, 상기 하우징과 결합하는 커버 및 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 모터가 배치되는 제1 수용부 및 상기 솔레노이드가 배치되는 제2 수용부를 포함하며,
    상기 모터 및 상기 솔레노이드는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 변속기.
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