KR20230052354A

KR20230052354A - 차량힌지 구동장치

Info

Publication number: KR20230052354A
Application number: KR1020210135105A
Authority: KR
Inventors: 김덕영; 조재만; 강병주; 이승엽; 홍광훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; 피에이치에이 주식회사; 계양전기 주식회사
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-04-20
Also published as: DE102022116864A1; CN115961854A; US20230112987A1

Abstract

개시된 차량힌지 구동장치로서, 엑츄에이터; 상기 엑츄에이터에 연결된 하우징; 상기 하우징의 축선에 정렬된 아웃풋샤프트; 및 상기 엑츄에이터에서 발생된 토크를 상기 아웃풋샤프트로 전달하도록 구성된 전동기구;를 포함할 수 있다. 상기 전동기구는 상기 아웃풋샤프트로 전달하는 토크를 가변하도록 구성될 수 있다.

Description

차량힌지 구동장치{VEHICLE HINGE DRIVING APPARATUS}

본 발명은 도어컴포넌트(테일게이트, 차량도어, 트렁크리드 등) 및 차체 사이에 장착된 차량힌지를 구동시키는 구동장치에 관한 것으로, 컴팩트한 사이즈로 구성됨에 따라 차량힌지에 인접한 차량의 공간에 대한 손실을 최소화할 수 있는 차량힌지 구동장치에 관한 것이다.

차량은 테일게이트, 차량도어, 트렁크리드 등과 같은 도어컴포넌트와, 도어컴포넌트 및 차체 사이에 장착된 차량힌지를 포함한다. 도어컴포넌트는 차량힌지를 통해 피벗하도록 구성된다.

차량힌지는 힌지브라켓과, 힌지핀을 통해 힌지브라켓에 대해 피벗가능하게 장착된 힌지아암을 포함한다. 힌지브라켓은 체결구 등을 통해 차체에 장착되고, 힌지아암은 체결구 등을 통해 도어컴포넌트에 장착된다. 힌지아암이 힌지핀 둘레로 피벗함으로써 도어컴포넌트는 개폐된다.

도어컴포넌트는 사용자에 의한 수동으로 구동되는 수동식 도어컴포넌트와, 모터 등과 같은 엑츄에이터에 의해 구동되는 전동식 도어컴포넌트 등으로 구분된다. 특히, 전동식 도어컴포넌트는 차량힌지의 힌지아암을 구동시키는 차량힌지 구동장치를 포함하고, 차량힌지 구동장치는 힌지아암에 직접적으로 연결되도록 구성된다. 차량힌지 구동장치에 의해 힌지아암이 피벗함에 따라 전동식 도어컴포넌트는 개폐된다.

종래의 차량힌지 구동장치는 구동모터의 토크가 헬리컬기어, 워엄, 휠기어를 포함한 기어트레인을 통해 차량힌지 측으로 전달되도록 구성된다. 특히, 종래의 차량힌지 구동장치의 기어트레인은 헬리컬기어, 워엄, 휠기어 등과 같이 복잡하게 구성됨에 따라 서로 직교하는 복수의 회전축선을 가질 수 있고, 이에 그 동력(또는 토크)의 전달방향이 여러번(예컨대, 4번)에 걸쳐 직교하는 방향으로 바뀔 수 있고, 차량힌지 구동장치의 부피 내지 사이즈가 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 종래의 차량힌지 구동장치는 부피 내지 사이즈가 상대적으로 크게 형성됨에 따라 차량 힌지에 인접한 차량의 일부 공간을 상대적으로 많이 차지하므로 도어컴포넌트에 인접한 컴파트먼트들에 대한 공간적 손실이 크게 발생할 수 있다. 예컨대, 종래의 차량힌지 구동장치가 트렁크리드의 차량힌지에 연결될 때, 상대적으로 큰 부피를 가진 종래의 차량힌지 구동장치는 트렁크리드의 차량힌지에 인접한 트렁크 컴파트먼트 내로 침입할 수 있다. 종래의 차량힌지 구동장치가 테일게이트의 차량힌지에 연결될 때, 상대적으로 큰 부피를 가진 종래의 차량힌지 구동장치는 헤드룸으로 침입할 수 있다. 종래의 차량힌지 구동장치가 차량도어의 차량힌지에 연결될 때, 상대적으로 큰 부피를 가진 종래의 차량힌지 구동장치는 차량도어 내의 공간을 상대적으로 많이 차지하므로 차량도어 내에서 글래스 이동경로와 간섭할 수 있다.

또한, 종래의 차량힌지 구동장치는 기어들 사이에서 발생된 마찰력을 이용함으로써 그 순방향 구동이 원활하지만, 그 역방향 구동은 원활하지 못할 수 있다. 차량힌지 구동장치의 순방향 구동은 구동모터의 정방향 회전에 의해 실행되고, 차량힌지 구동장치의 역방향 구동은 구동모터의 역방향 회전에 의해 실행된다.

그리고, 종래의 차량힌지 구동장치는 기어트레인의 배열 구조로 인해 전체적인 기어비를 증대시키기 어렵고, 기어들 사이의 마찰에 의한 효율이 저하되므로 그 출력토크(예컨대, 20N.m)이 상대적으로 낮다. 이와 같이, 종래의 차량힌지 구동장치는 그 출력토크가 상대적으로 낮으므로 상대적으로 큰 중량을 가진 도어컴포넌트 및 차체 사이에 장착된 힌지를 구동시키기 위해서는 2개의 차량힌지 구동장치가 장착될 필요가 있고, 이로 인해 전체적인 제조비용을 상승시킬 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 고려하여 안출한 것으로, 컴팩트한 사이즈로 구성됨에 따라 차량힌지에 인접한 차량 공간의 손실을 최소화할 수 있는 차량힌지 구동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도어컴포넌트 및 차체 사이에 장착된 차량힌지를 구동하는 차량힌지 구동장치로서, 엑츄에이터; 상기 엑츄에이터에 연결된 하우징; 상기 하우징의 축선에 정렬된 아웃풋샤프트; 및 상기 엑츄에이터에서 발생된 토크를 상기 아웃풋샤프트로 전달하도록 구성된 전동기구;를 포함할 수 있다. 상기 전동기구는 상기 아웃풋샤프트로 전달하는 토크를 가변하도록 구성될 수 있다.

상기 전동기구는 상기 아웃풋샤프트의 축선을 따라 일렬로 연결된 복수의 유성기어세트와, 상기 복수의 유성기어세트 중에서 적어도 하나의 유성기어세트를 대체하도록 분리가능하게 장착되는 더미플레이트를 포함할 수 있다. 복수의 기어세트는 상기 엑츄에이터에 근접하게 연결된 근위 기어세트와, 상기 엑츄에이터로부터 멀게 위치한 원위 기어세트를 포함할 수 있다.

이와 같이, 더미플레이트가 복수의 유성기어세트 중에서 어느 하나의 유성기어세트를 선택적으로 대체함으로써 전동기구의 전체적인 기어비를 조절할 수 있고, 이를 통해 아웃풋샤프트로부터 출력되는 토크는 도어컴포넌트의 중량에 부합하도록 다양하게 조절 내지 가변될 수 있다. 예컨대, 중형/대형차량의 트렁크리드, 도어 등과 같이 상대적으로 무거운 도어컴포넌트(예컨대, 15kg 이상)를 구동하기 위하여 대략 80N.m의 출력토크가 요구되고, 4개의 유성기어세트를 통해 상대적으로 큰 출력토크(최대 80N.m)를 아웃풋샤프트로 전달할 수 있다. 한편, 소형차량의 트렁크리드, 도어 등과 같이 상대적으로 가벼운 도어컴포넌트(예컨대, 15kg 미만)를 구동하기 위하여 대략 20N.m의 출력토크가 요구되고, 전동기구는 3개의 유성기어세트 및 더미플레이트에 의해 상대적으로 작은 출력토크(최대 20N.m)를 아웃풋샤프트로 전달할 수 있다.

상기 근위 기어세트는 상기 엑츄에이터의 출력축에 장착된 근위 선기어와, 상기 근위 선기어의 둘레에 배열된 복수의 근위 유성기어와, 상기 복수의 근위 유성기어가 회전가능하게 지지되는 복수의 핀을 가진 근위 캐리어와, 상기 복수의 근위 유성기어가 치합되는 내접치형을 가진 근위 링기어를 포함할 수 있다.

이에 따라, 근위 기어세트가 엑츄에이터에 직접적으로 연결됨으로써 엑츄에이터로부터 아웃풋샤프트로 전달되는 토크의 손실을 최소화할 수 있다.

상기 더미플레이트는 상기 근위 유성기어들을 대체가능하게 구성될 수 있다.

이와 같이, 더미플레이트가 근위 유성기어들을 대체할 때, 엑츄에이터로부터 아웃풋샤프트로 전달하는 토크가 상대적으로 감소될 수 있다.

상기 더미플레이트는 상기 근위 선기어가 끼워지는 제1끼움홀과, 상기 근위 캐리어의 복수의 핀들이 개별적으로 끼워지는 복수의 제2끼움홀을 포함할 수 있다.

이와 같이, 더미플레이트가 근위 선기어 및 복수의 핀을 가진 근위 캐리어를 동시에 연결함으로써 더미플레이트는 근위 선기어와 함께 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이에 더미플레이트는 엑츄에이터의 출력축으로부터 토크 및 회전수의 변화없이 엑츄에이터로부터 생성된 토크를 근위 기어세트에 인접한 유성기어세트로 그대로(1:1 비율로) 전달할 수 있고, 특히 근위 기어세트가 생략되므로 그 출력토크는 상대적으로 감소할 수 있다. 즉, 본 발명은 더미플레이트의 선택적인 장착을 통해 유성기어세트의 갯수를 조절함으로써 아웃풋샤프트로부터 출력되는 토크를 다양하게 가변할 수 있다.

상기 하우징의 축선은 상기 엑츄에이터의 축선에 정렬될 수 있다.

이와 같이, 하우징이 엑츄에이터에 대해 일렬로 정렬됨으로써 차량힌지 구동장치는 전체적으로 컴팩트한 구조로 구성될 수 있고, 이에 차량힌지 구동장치가 장착되는 차체 또는 도어컴포넌트의 공간에 대한 손실을 최소화할 수 있다.

상기 복수의 기어세트는 상기 엑츄에이터 및 상기 아웃풋샤프트 사이에서 일렬로 연결되도록 구성되고, 각 기어세트의 축선은 상기 하우징의 축선에 정렬되도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 각 기어세트의 축선이 하우징의 축선에 정렬됨으로써 토크가 복수의 기어세트들 사이에서 하우징의 축선을 따라 일렬로 전달될 수 있고, 이에 토크의 손실을 최소화할 수 있다.

각 기어세트는 선기어와, 상기 선기어의 둘레에 배열된 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어를 회전가능하게 홀드하는 캐리어와, 상기 복수의 유성기어가 치합되는 내접기어를 가진 링기어를 포함한 유성기어세트일 수 있다. 상기 복수의 기어세트 중에서 적어도 하나의 기어세트의 선기어는 인접한 기어세트의 캐리어에 일체로 연결될 수 있다.

이와 같이, 적어도 하나의 기어세트의 선기어가 그에 인접한 기어세트의 캐리어에 일체로 연결됨으로써 인접한 기어세트들은 일렬로 견고하게 연결될 수 있고, 이를 통해 인접한 기어세트들 사이의 간격을 줄일 수 있으므로, 하우징의 길이 및 부피를 감소시킬 수 있다.

상기 복수의 기어세트 중에서 적어도 2개의 인접한 기어세트들의 유성기어들은 하나의 공통 링기어 내에 함께 수용되고, 상기 인접한 기어세트들의 유성기어들은 상기 하나의 공통 링기어의 내접치형을 따라 상기 하우징의 축선 둘레로 공전하도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 인접한 기어세트들이 하나의 공통 링기어를 공용으로 이용함으로써 그 부품수를 줄임과 더불어 그 중량을 가볍게 할 수 있고, 특히 인접한 기어세트들 사이의 간격을 줄임으로써 하우징의 길이 및 부피를 감소시킬 수 있다.

상기 원위 기어세트는 원위 선기어와, 상기 원위 선기어 둘레에 배열된 복수의 원위 유성기어와, 상기 복수의 원위 유성기어가 치합되는 내접치형들을 가진 원위 링기어를 포함할 수 있다. 상기 아웃풋샤프트는 복수의 핀을 가질 수 있고, 상기 복수의 원위 유성기어는 상기 아웃풋샤프트의 복수의 핀에 회전가능하게 장착될 수 있다.

이와 같이, 원위 기어세트가 아웃풋샤프트에 직접적으로 연결됨으로써 엑츄에이터로부터 아웃풋샤프트로 전달되는 토크의 손실을 최소화할 수 있다.

상기 아웃풋샤프트는 상기 엑츄에이터를 향해 연장된 지지핀을 포함하고, 상기 지지핀은 상기 전동기구의 축선을 상기 하우징의 축선에 정렬하도록 구성될 수 있다.

상기 근위 기어세트는 상기 엑츄에이터의 출력축에 장착된 제1스퍼기어와, 상기 제1스퍼기어와 치합하는 제2스퍼기어를 포함한 스퍼기어세트일 수 있다. 상기 제2스퍼기어는 상기 제1스퍼기어의 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있다.

상기 하우징의 축선은 상기 스퍼기어세트를 통해 상기 엑츄에이터의 축선에 대해 오프셋될 수 있다.

이와 같이, 전동기구가 복수의 유성기어세트 및 스퍼기어세트를 포함할 수 있고, 하우징이 엑츄에이터에 대해 오프셋됨으로써 전동기구에 의해 전달되는 토크를 다양하게 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량힌지 구동장치가 컴팩트한 사이즈로 구성됨에 따라 차량힌지에 인접한 차량 공간의 손실을 최소화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 더미플레이트가 복수의 유성기어세트 중에서 어느 하나의 유성기어세트를 선택적으로 대체함으로써 전동기구의 전체적인 기어비를 조절할 수 있고, 이를 통해 아웃풋샤프트로부터 출력되는 토크는 도어컴포넌트의 중량에 부합하도록 다양하게 조절 내지 가변될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량힌지 구동장치의 전동기구 및 브레이크유닛을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 엑츄에이터, 전동기구, 및 아웃풋샤프트를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 엑츄에이터 및 근위 선기어를 도시한 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 전동기구를 확대한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 아웃풋샤프트를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 아웃풋샤프트의 플랜지를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 차량힌지 구동장치의 다른 실시예에 따른 전동기구를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 차량힌지 구동장치의 다른 실시예에 따른 전동기구에서 더미플레이트, 근위 선기어, 및 근위캐리어들을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 더미플레이트를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 차량힌지 구동장치의 다른 실시예에 따른 전동기구를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 전동기구의 스퍼기어세트를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 하우징을 도시한 정면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 하우징을 도시한 측면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치의 아웃풋샤프트, 힌지로드, 및 힌지어댑터를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치에서 아웃풋샤프트가 힌지로드에 연결된 것을 도시한 부분 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치에서 아웃풋샤프트가 스냅링에 의해 힌지로드에 결합된 것을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치(10)는, 차량힌지(1)를 구동시키도록 차량힌지(1)에 직접적으로 연결될 수 있다. 차량힌지(1)는 힌지브라켓(2)과, 힌지브라켓(2)에 힌지핀(4)을 피벗가능하게 연결된 힌지아암(3)을 포함할 수 있다. 힌지브라켓(2)은 체결구 등을 통해 차체 개구에 인접한 차체에 장착될 수 있고, 힌지아암(3)은 체결구 등을 통해 도어컴포넌트에 장착될 수 있다. 힌지아암(3)은 힌지핀(4)의 축선(X) 둘레로 피벗(회전)할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치(10)는, 엑츄에이터(11)와, 엑츄에이터(11)에 연결된 하우징(12)과, 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬된 아웃풋샤프트(14)와, 엑츄에이터(11)의 토크를 아웃풋샤프트(14)로 전달하는 전동기구(15)를 포함할 수 있다.

엑츄에이터(11)는 전동기구(15) 및 아웃풋샤프트(14)를 통해 차량힌지(1)에 연결되도록 구성될 수 있다. 엑츄에이터(11)는 구동모터일 수 있고, 특히 엑츄에이터(11)는 양방향으로 회전가능한 양방향 모터일 수 있다.

엑츄에이터(11)는 전동기구(15)에 기능적으로 연결된(operatively connected) 출력축(11a)을 포함할 수 있다. 엑츄에이터(11)는 출력축(11a)의 축선(X1) 둘레로 토크를 발생할 수 있다. 도 2를 참조하면, 구동기구에 해당하는 근위 선기어(21)가 엑츄에이터(11)의 출력축(11a)에 고정될 수 있고, 엑츄에이터(11)의 토크가 출력축(11a) 및 근위 선기어(21)를 통해 전동기구(15)로 전달될 수 있다.

하우징(12)은 그 내부에 한정된 캐비티를 포함할 수 있고, 전동기구(15) 및 아웃풋샤프트(14)가 하우징(12)의 캐비티 내에 배치될 수 있다. 하우징(12)은 엑츄에이터(11)가 장착된 제1개방단과, 커버(13)가 장착되는 제2개방단을 가질 수 있다. 커버(13)는 아웃풋샤프트(14)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있고, 아웃풋샤프트(14)의 외측단부가 커버(13)의 관통홀을 통해 커버(13)로부터 차량힌지(1)를 향해 돌출할 수 있다. 예컨대, 하우징(12)은 다이캐스팅공법을 통해 제조될 수 있다.

도 2 및 도 13을 참조하면, 하우징(12)은 그 내면에 제공된 복수의 내측홈(12a)을 가질 수 있고, 복수의 내측홈(12a)은 하우징(12)의 내면 상에서 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 복수의 내측홈(12a)은 하우징(12)의 내면으로부터 하우징(12)의 외면을 향해 반경방향을 따라 함몰될 수 있고, 각 내측홈(12a)은 하우징(12)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.

도 14를 참조하면, 하우징(12)은 그의 제1개방단에 인접한 복수의 제1단부 장착러그(91)와, 그의 제2개방단에 인접한 복수의 제2단부 장착러그(92)와, 그의 측면에 제공된 복수의 사이드 장착러그(93)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 엑츄에이터(11)가 체결구를 통해 하우징(12)의 제1단부 장착러그(91)들에 결합될 수 있고, 커버(13)가 체결구를 통해 하우징(12)의 제2단부 장착러그(92)들에 결합될 수 있다. 하우징(12)의 사이드 장착러그(93)들이 체결구를 통해 차체 또는 도어컴포넌트에 장착될 수 있다.

아웃풋샤프트(14)는 하우징(12) 내에서 전동기구(15)로부터 연장될 수 있고, 아웃풋샤프트(14)는 커버(13)를 관통할 수 있다. 아웃풋샤프트(14)의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있고, 아웃풋샤프트(14)는 전동기구(15) 및 차량힌지(1)의 힌지아암(3)에 연결하도록 구성될 수 있다. 이에 아웃풋샤프트(14)는 전동기구(15)로부터 전달받은 토크를 차량힌지(1)에 전달할 수 있다.

도 6을 참조하면, 아웃풋샤프트(14)는 제1샤프트(61)와, 제1샤프트(61)에 연결된 제2샤프트(62)를 포함할 수 있다. 제1샤프트(61)의 외경이 제2샤프트의 외경 보다 클 수 있고, 플랜지(63)는 제1샤프트(61)에 고정될 수 있다.

제1샤프트(61)는 원주방향을 따라 교대로 배열된 복수의 제1돌기(61a) 및 복수의 제1홈(61b)을 포함할 수 있고, 각 제1돌기(61a) 및 각 제1홈(61b)은 제1샤프트(61)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.

제2샤프트(62)는 원주방향을 따라 교대로 배열된 복수의 제2돌기(62a) 및 복수의 제2홈(62b)을 포함할 수 있고, 각 제2돌기(62a) 및 각 제2홈(62b)은 제2샤프트(62)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.

제1샤프트(61)의 플랜지(63)는 전동기구(15)를 향할 수 있고, 제2샤프트(62)는 커버(13)를 관통할 수 있으며, 제2샤프트(62)의 외측단부가 커버(13)로부터 돌출할 수 있다.

도 7을 참조하면, 플랜지(63)는 그 센터에 제공된 센터홀(63a)과, 센터홀(63a)의 둘레에 배열된 복수의 제1장착홀(63b)과, 복수의 제1장착홀(63b)에 교대로 배열된 복수의 제2장착홀(66)을 포함할 수 있다. 지지핀(64)이 센터홀(63a)에 억지끼움결합될 수 있고, 후술하는 원위 기어세트의 복수의 핀(65)이 복수의 제1장착홀(63b)에 개별적으로 억지끼움결합될 수 있다. 플랜지(63)는 복수의 체결구가 복수의 제2장착홀(66)에 개별적으로 장착됨으로써 플랜지(63)는 아웃풋샤프트(14)의 제1샤프트(61)에 고정될 수 있다.

도 1 및 도 15를 참조하면, 힌지로드(67)가 스냅링(68)을 통해 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)의 외측단부에 결합될 수 있고, 힌지로드(67)는 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)의 축선에 직교하는 방향으로 연장될 수 있다. 힌지어댑터(69)가 힌지로드(67)에 고정될 수 있고, 힌지어댑터(69)는 힌지로드(67)의 축선에 직교하는 방향으로 연장될 수 있다. 힌지어댑터(69)는 체결구 등을 통해 차량힌지(1)의 힌지아암(3)에 결합될 수 있다.

도 16을 참조하면, 힌지로드(67)는 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)의 단부가 통과하는 관통홀을 가질 수 있고, 힌지로드(67)는 그 관통홀의 내주면에서 그 원주방향을 따라 교대로 배열된 복수의 홈(67a) 및 복수의 돌기(67b)를 포함할 수 있다. 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)의 제2돌기(62a)들이 힌지로드(67)의 홈(67a)들에 개별적으로 끼워질 수 있고, 힌지로드(67)의 돌기(67b)들이 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)의 제2홈(62b)에 개별적으로 끼워질 수 있다. 이와 같이, 힌지로드(67)가 세레이션 결합(serration coupling)을 통해 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)에 결합됨으로써 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)가 힌지로드(67)의 관통홀 내에서 회전방향으로 슬립함을 방지할 수 있다.

도 16을 참조하면, 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)는 그 원주방향을 따라 연장된 복수의 환형홈(62c)을 포함할 수 있다. 환형홈(62c)은 제2샤프트(62)의 제2돌기(62a)들에 형성될 수 있고, 복수의 환형홈(62c)은 제2샤프트(62)의 축선방향을 따라 이격될 수 있다. 도 17을 참조하면, 스냅링(68)이 복수의 환형홈(62c) 중에서 어느 하나의 환형홈(62c)에 결합됨으로써 힌지로드(67)는 아웃풋샤프트(14)의 제2샤프트(62)에 고정적으로 장착될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치(10)는 커버(13)에 장착된 규제로드(19)를 더 포함할 수 있고, 규제로드(19)는 힌지어댑터(69)의 회전위치를 규제하도록 커버(13)의 일정위치에 장착될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량힌지 구동장치(10)는 아웃풋샤프트(14)에 장착됨으로써 아웃풋샤프트(14)에 대해 브레이크토크를 제공하도록 구성된 브레이크유닛(16)을 더 포함할 수 있다.

일 예에 따르면, 브레이크유닛(16)은 아웃풋샤프트(14)의 제1샤프트(61)에 장착될 수 있다. 특히, 브레이크유닛(16)은 아웃풋샤프트(14)의 제1샤프트(61) 상에서 플랜지(63)에 밀착되도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 브레이크유닛(16)은 서로 간에 접촉하는 복수의 마찰디스크(81, 82) 및 복수의 마찰디스크(81, 82)에 대해 스프링력을 제공하는 스프링(73)을 포함할 수 있다.

복수의 마찰디스크(81, 82)는 아웃풋샤프트(14)의 제1샤프트(61)에 장착된 하나 이상의 제1마찰디스크(81)와, 하우징(12)에 장착된 하나 이상의 제2마찰디스크(82)를 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 제1마찰디스크(81) 및 제2마찰디스크(82)는 서로 다른 재질로 이루어짐에 따라 제1마찰디스크(81) 및 제2마찰디스크(82)의 사이에서 상대적으로 큰 마찰력이 발생할 수 있다. 예컨대, 제1마찰디스크(81)는 플라스틱 등과 같은 합성수지 재질로 만들어질 수 있고, 제2마찰디스크(82)는 스틸 등과 같은 금속재질로 만들어질 수 있다.

실시예에 따르면, 복수의 제1마찰디스크(81) 및 복수의 제2마찰디스크(82)는 교대로 배열됨으로써 그 마찰면적을 증대할 수 있고, 이를 통해 마찰력을 증대시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 2개의 제1마찰디스크(81) 및 2개의 제2마찰디스크(82)는 교대로 배열될 수 있다.

스프링(73)은 복수의 마찰디스크(81, 82)를 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)를 향해 밀어내는 탄성력을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 스프링(73)은 제1스프링홀더(71) 및 제2스프링홀더(72)에 의해 지지될 수 있다. 제1스프링홀더(71)는 복수의 마찰디스크(81, 82) 중에서 제1마찰디스크(81)와 접촉하도록 배치될 수 있고, 제2스프링홀더(72)는 제1스프링홀더(71)로부터 아웃풋샤프트(14)의 길이방향을 따라 이격될 수 있다.

제1스프링홀더(71) 및 제2스프링홀더(72)는 아웃풋샤프트(14)의 제1샤프트(61)의 외경에 대응한 내경을 가질 수 있다.

제1스프링홀더(71)는 그 외면에 제공된 복수의 제1돌기(71a)를 가질 수 있고, 복수의 제1돌기(71a)는 제1스프링홀더(71)의 외면 상에서 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 복수의 제1돌기(71a)는 제1스프링홀더(71)의 외면으로부터 외경방향을 따라 돌출할 수 있고, 제1스프링홀더(71)의 제1돌기(71a)는 하우징(12)의 내측홈(12a)에 끼움결합될 수 있다.

제2스프링홀더(72)는 그 외면에 제공된 복수의 제2돌기(72a)를 가질 수 있고, 복수의 제2돌기(72a)는 제2스프링홀더(72)의 외면 상에서 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 복수의 제2돌기(72a)는 제2스프링홀더(72)의 외면으로부터 외경방향을 따라 돌출할 수 있고, 제2스프링홀더(72)의 제2돌기(72a)는 하우징(12)의 내측홈(12a)에 끼움결합될 수 있다.

도 2 내지 도 5의 실시예에 따른 전동기구(15)는 하우징(12)의 축선(X2)을 따라 일렬로 배열된 복수의 기어세트를 포함할 수 있다. 복수의 기어세트는 엑츄에이터(11)에 근접하게 연결된 근위 기어세트(proximal gear set)와, 엑츄에이터(11)로부터 가장 멀게 위치한 원위 기어세트(distal gear set)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 기어세트는 근위 기어세트 및 원위 기어세트 사이에 위치한 하나 이상의 중간 유성기어세트를 더 포함할 수 있다. 도 2, 도 3, 및 도 5는 2개의 중간 유성기어세트들이 근위 기어세트 및 원위 기어세트 사이에 배치된 것을 도시하고 있지만, 필요에 따라 중간 유성기어세트의 갯수는 다양하게 변경되거나 생략될 수 있다.

도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 근위 기어세트는 엑츄에이터(11)에 근접한 유성기어세트일 수 있고, 원위 기어세트는 엑츄에이터(11)로부터 가장 먼 유성기어세트일 수 있으며, 제1중간 기어세트 및 제2중간 기어세트가 근위 기어세트 및 원위 기어세트 사이에 배치될 수 있다. 원위 기어세트는 아웃풋샤프트(14)에 근접할 수 있고, 원위 기어세트는 아웃풋샤프트(14) 및 제2중간 기어세트를 연결하도록 구성될 수 있다.

도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 전동기구(15)는 엑츄에이터(11)에 기능적으로 연결된 근위 기어세트와, 근위 기어세트에 연결된 제1중간기어세트와, 제1중간기어세트에 기능적으로 연결된 제2중간 기어세트와, 제2중간 기어세트에 기능적으로 연결된 원위 기어세트를 포함할 수 있다. 근위 기어세트의 축선, 제1중간기어세트의 축선, 제2중간 기어세트의 축선, 및 원위 기어세트의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있다.

근위 기어세트는 엑츄에이터(11)의 출력축(11a)에 고정된 근위 선기어(21)와, 근위 선기어(21)의 둘레에 배치된 복수의 근위 유성기어(22)와, 복수의 근위 유성기어(22)를 홀드하는 근위 캐리어(23)를 포함한 유성기어세트일 수 있다. 복수의 근위 유성기어(22)는 근위 선기어(21)와 치합할 수 있고, 복수의 핀(22a)이 근위 캐리어(23)에 고정될 수 있으며, 각 근위 유성기어(22)는 그에 상응한 핀(22a)에 회전가능하게 장착됨으로써 복수의 근위 유성기어(22)는 근위 캐리어(23)에 회전가능하게 홀드될 수 있다.

근위 캐리어(23)의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있다. 근위 캐리어(23)는 하우징(12)의 제1개방단을 향하는 제1면과, 하우징(12)의 제2개방단을 향하는 제2면을 가질 수 있다. 이에, 근위 캐리어(23)의 제1면은 엑츄에이터(11)를 향할 수 있고, 근위 캐리어(23)의 제2면은 커버(13)를 향할 수 있다. 복수의 근위 유성기어(22)는 근위 캐리어(23)의 제1면에 회전가능하게 장착될 수 있고, 제1중간 선기어(31)가 근위 캐리어(23)의 제2면에 고정적으로 장착될 수 있다.

제1중간기어세트는 근위 캐리어(23)로부터 아웃풋샤프트(14)를 향해 돌출한 제1중간 선기어(31)와, 제1중간 선기어(31)의 둘레에 배열된 복수의 제1중간 유성기어(32)와, 복수의 제1중간 유성기어(32)를 홀드하는 제1중간 캐리어(33)를 포함한 유성기어세트일 수 있다.

제1중간 선기어(31)의 축선은 근위 캐리어(23)의 축선에 정렬될 수 있고, 제1중간 선기어(31)는 근위 캐리어(23)에 대해 일체로 연결될 수 있다. 일 예에 따르면, 제1중간 선기어(31) 및 근위 캐리어(23)는 개별적으로 제조되고 제1중간 선기어(31)가 근위 캐리어(23)의 관통홀에 억지끼움결합됨으로써 제1중간 선기어(31) 및 근위 캐리어(23)는 함께 회전할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1중간 선기어(31) 및 근위 캐리어(23)는 주조 등을 통해 단일체를 형성할 수 있다. 이에, 제1중간 선기어(31) 및 근위 캐리어(23)가 단일체를 형성함으로써 제1중간 선기어(31) 및 근위 캐리어(23)는 함께 회전할 수 있다.

복수의 제1중간 유성기어(32)는 제1중간 선기어(31)와 치합할 수 있고, 복수의 핀(32a)이 제1중간 캐리어(33)에 고정될 수 있으며, 각 제1중간 유성기어(32)는 그에 상응한 핀(32a)에 회전가능하게 장착됨으로써 복수의 제1중간 유성기어(32)는 제1중간 캐리어(33)에 회전가능하게 홀드될 수 있다.

복수의 근위 유성기어(22) 및 복수의 제1중간 유성기어(32)는 공통 링기어(25, common ring gear)의 내접치형들과 치합할 수 있다. 공통 링기어(25)는 복수의 근위 유성기어(22), 근위 캐리어(23), 및 복수의 제1중간 유성기어(32)를 수용하는 길이를 가질 수 있다. 또한, 공통 링기어(25)는 제1중간 캐리어(33)를 수용할 수도 있다. 복수의 근위 유성기어(22) 및 복수의 제1중간 유성기어(32)는 공통 링기어(25) 내에서 그의 길이방향을 따라 충분히 이격될 수 있다. 이에 따라, 근위 선기어(21)와, 복수의 근위 유성기어(22)와, 복수의 근위 캐리어(23)와, 공통 링기어의 일부가 근위 기어세트를 형성할 수 있다. 제1중간 선기어(31)와, 복수의 제1중간 유성기어(32)와, 복수의 제1중간 캐리어(33)와, 공통 링기어(25)의 나머지가 제1중간기어세트를 형성할 수 있다.

공통 링기어(25)의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있고, 공통 링기어(25)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 공통 링기어(25)는 그 외주면에는 복수의 돌기(25a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(25a)는 공통 링기어(25)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 공통 링기어(25)의 돌기(25a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 공통 링기어(25)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 따라서, 공통 링기어(25)는 하우징(12)의 내면에 고정되고, 복수의 근위 유성기어(22) 및 복수의 제1중간 유성기어(32)가 공통 링기어(25)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다. 이와 같이, 근위 기어세트 및 제1중간기어세트가 하나의 공통 링기어(25)를 공용으로 이용함으로써 그 부품수를 줄임과 더불어 그 중량을 가볍게 할 수 있고, 특히 근위 기어세트 및 제1중간기어세트 사이의 간격을 줄임으로써 하우징(12)의 길이 및 부피를 감소시킬 수 있다.

제1중간 캐리어(33)의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있다. 제1중간 캐리어(33)는 하우징(12)의 제1개방단을 향하는 제1면과, 하우징(12)의 제2개방단을 향하는 제2면을 가질 수 있다. 이에, 제1중간 캐리어(33)의 제1면은 엑츄에이터(11)를 향할 수 있고, 제1중간 캐리어(23)의 제2면은 커버(13)를 향할 수 있다. 복수의 제1중간 유성기어(32)는 제1중간 캐리어(33)의 제1면에 회전가능하게 장착될 수 있고, 제2중간 선기어(41)가 제1중간 캐리어(33)의 제2면에 고정적으로 장착될 수 있다.

제2중간 기어세트는 제1중간 캐리어(33)로부터 아웃풋샤프트(14)를 향해 돌출한 제2중간 선기어(41)와, 제2중간 선기어(41)의 둘레에 배열된 복수의 제2중간 유성기어(42)와, 복수의 제2중간 유성기어(42)를 홀드하는 제2중간 캐리어(43)와, 복수의 제2중간 유성기어(42)가 치합되는 제2중간 링기어(45)를 포함한 유성기어세트일 수 있다. 복수의 제2중간 유성기어(42)는 제2중간 선기어(41)와 치합할 수 있고, 복수의 핀(42a)이 제2중간 캐리어(43)에 고정될 수 있으며, 각 제2중간 유성기어(42)는 그에 상응한 핀(42a)에 회전가능하게 장착됨으로써 복수의 제2중간 유성기어(42)는 제2중간 캐리어(43)에 회전가능하게 홀드될 수 있다. 복수의 제2중간 유성기어(42)는 제2중간 링기어(45)의 내접치형들과 치합할 수 있고, 복수의 제2중간 유성기어(42)는 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다.

제2중간 선기어(41)의 축선은 제1중간 캐리어(33)의 축선에 정렬될 수 있고, 제2중간 선기어(41)는 제1중간 캐리어(33)에 대해 일체로 연결될 수 있다. 일 예에 따르면, 제2중간 선기어(41) 및 제1중간 캐리어(33)는 개별적으로 제조되고 제2중간 선기어(41)가 제1중간 캐리어(33)의 관통홀에 억지끼움결합됨으로써 제2중간 선기어(41) 및 제1중간 캐리어(33)는 함께 회전할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제2중간 선기어(41) 및 제1중간 캐리어(33)는 주조 등을 통해 단일체를 형성할 수 있다. 이에, 제2중간 선기어(41) 및 제1중간 캐리어(33)가 단일체를 형성함으로써 제2중간 선기어(41) 및 제1중간 캐리어(33)는 함께 회전할 수 있다.

제2중간 링기어(45)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 제2중간 링기어(45)는 그 외주면에는 복수의 돌기(45a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(45a)는 제2중간 링기어(45)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 제2중간 링기어(45)의 돌기(45a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 제2중간 링기어(45)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 이에 따라, 제2중간 링기어(45)는 고정되고, 복수의 제2중간 유성기어(42)가 제2중간 링기어(45)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2)둘레로 공전할 수 있다.

원위 기어세트는 제2중간 캐리어(43)로부터 아웃풋샤프트(14)를 향해 돌출한 원위 선기어(51)와, 원위 선기어(51)의 둘레에 배열된 복수의 원위 유성기어(52)와, 복수의 원위 유성기어(52)가 치합되는 원위 링기어(55)를 포함한 유성기어세트일 수 있다. 복수의 원위 유성기어(52)는 원위 선기어(51)와 치합할 수 있고, 복수의 원위 유성기어(52)들은 원위 링기어(55)의 내접치형들과 치합할 수 있고, 복수의 원위 유성기어(52)들은 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다.

원위 선기어(51)의 축선은 제2중간 캐리어(43)의 축선에 정렬될 수 있고, 원위 선기어(51)는 제2중간 캐리어(43)에 대해 일체로 연결될 수 있다. 일 예에 따르면, 원위 선기어(51) 및 제2중간 캐리어(43)는 개별적으로 제조되고 원위 선기어(51)가 제2중간 캐리어(43)의 관통홀에 억지끼움결합됨으로써 원위 선기어(51) 및 제2중간 캐리어(43)는 함께 회전할 수 있다. 다른 예에 따르면, 원위 선기어(51) 및 제2중간 캐리어(43)는 주조 등을 통해 단일체를 형성할 수 있다. 이에, 원위 선기어(51) 및 제2중간 캐리어(43)가 단일체를 형성함으로써 원위 선기어(51) 및 제2중간 캐리어(43)는 함께 회전할 수 있다.

원위 링기어(55)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 원위 링기어(55)는 그 외주면에는 복수의 돌기(55a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(55a)는 원위 링기어(55)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 원위 링기어(55)의 돌기(55a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 원위 링기어(55)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 이에 따라, 원위 링기어(55)는 하우징(12)의 내면에 고정되고, 복수의 원위 유성기어(52)가 원위 링기어(45)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2)둘레로 공전할 수 있다.

상술한 바와 같이, 공통 링기어(25)의 돌기(25a)들, 제2중간 링기어(45)의 돌기(45a)들, 및 원위 링기어(55)의 돌기(55a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)에 고정적으로 장착될 수 있고, 각 링기어(25, 35, 45)들의 축선이 하우징(12)의 축선(X2)에 정확하게 정렬될 수 있다.

아웃풋샤프트(14)는 원위 기어세트의 원위 유성기어(52)를 향하는 플랜지(63)를 포함할 수 있고, 복수의 핀(65)이 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)에 고정될 수 있으며, 각 원위 유성기어(52)는 그에 상응한 핀(65)에 회전가능하게 장착됨으로써 복수의 원위 유성기어(52)는 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)에 회전가능하게 홀드될 수 있다. 이에 따라, 원위 기어세트가 아웃풋샤프트에 직접적으로 연결됨으로써 아웃풋샤프트로 전달되는 토크의 손실을 최소화할 수 있다.

엑츄에이터(11)가 구동함에 따라 근위 선기어(21)가 회전하고, 근위 선기어(21)와 치합하는 복수의 근위 유성기어(22)는 공통 링기어(25)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전함으로써 근위 캐리어(23) 및 제1중간 선기어(31)는 함께 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 회전할 수 있다. 예컨대, 근위 기어세트의 기어비는 4.64:1일 수 있다. 근위 캐리어(23) 및 제1중간 선기어(31)는 근위 기어세트의 기어비에 기초하여 엑츄에이터(11)로부터 전달된 토크를 증대시킬 있다.

제1중간 선기어(31)가 회전함에 따라 제1중간 선기어(31)와 치합하는 복수의 제1중간 유성기어(32)는 공통 링기어(25)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전함으로써 제1중간 캐리어(33) 및 제2중간 선기어(41)는 함께 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 회전할 수 있다. 예컨대, 제1중간기어세트의 기어비는 4.64:1일 수 있다. 제1중간 캐리어(33) 및 제2중간 선기어(41)는 근위 기어세트의 기어비 및 제1중간기어세트의 기어비에 기초하여 엑츄에이터(11)로부터 전달된 토크를 증대시킬 있다.

제2중간 선기어(41)가 회전함에 따라 제2중간 선기어(41)와 치합하는 복수의 제2중간 유성기어(42)는 제2중간 링기어(45)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전함으로써 제2중간 캐리어(43) 및 원위 선기어(51)는 함께 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 회전할 수 있다. 예컨대, 제2중간 기어세트의 기어비는 4.64:1일 수 있다. 제2중간 캐리어(43) 및 원위 선기어(51)는 근위 기어세트의 기어비, 제1중간기어세트의 기어비, 및 제2중간 기어세트의 기어비에 기초하여 엑츄에이터(11)로부터 전달된 토크를 증대시킬 있다.

원위 선기어(51)가 회전함에 따라 원위 선기어(51)와 치합하는 복수의 원위 유성기어(52)는 원위 링기어(55)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있고, 이에 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)는 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 회전할 수 있다. 예컨대, 원위 기어세트의 기어비는 3.71:1일 수 있다. 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)는 근위 기어세트의 기어비, 제1중간기어세트의 기어버, 제2중간 기어세트의 기어비, 및 원위 기어세트의 기어비에 기초하여 토크를 증대시킬 있다.

이와 같이, 복수의 유성기어세트가 하우징(12)의 축선(X2)을 따라 직렬로 연결됨으로써 엑츄에이터(11)로부터 아웃풋샤프트(14)로 전달되는 토크는 복수의 유성기어세트에 의해 증대될 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 아웃풋샤프트(14)는 엑츄에이터(11)를 향해 연장된 지지핀(64)을 포함할 수 있다. 지지핀(64)이 아웃풋샤프트(14)의 축선 및 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있고, 지지핀(64)은 전동기구(15)의 축선을 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬시키도록 구성될 수 있다. 복수의 캐리어(23, 33, 43) 및 복수의 선기어(31, 41, 51)가 지지핀(64)에 회전가능하게 지지될 수 있고, 이에 각 캐리어(23, 33, 43)의 축선 및 각 선기어(31, 41, 51)의 축선이 지지핀(64)을 통해 하우징(12)의 축선(X2)에 정확하게 정렬될 수 있으므로, 캐리어(23, 33, 43)들과 선기어(31, 41, 51)들의 동심도를 정확하게 구현할 수 있고, 기어들의 진동저감 및 노이즈 저감 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, 지지핀(64)은 근위 캐리어(23)의 센터 관통홀, 제1중간 선기어(31)의 센터 관통홀, 제1중간 캐리어(33)의 센터 관통홀, 제2중간 선기어(41)의 센터 관통홀, 제2중간 캐리어(43)의 센터 관통홀, 및 원위 선기어(51)의 센터 관통홀을 관통할 수 있고, 이에 근위 캐리어(23), 제1중간 선기어(31), 제1중간 캐리어(33), 제2중간 선기어(41), 제2중간 캐리어(43), 및 원위 선기어(51)는 지지핀(64)에 회전가능하게 지지될 수 있다.

도 1을 참조하면, 차량힌지(1)의 힌지핀(4)의 축선(X)이 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있고, 엑츄에이터(11)의 축선(X1)은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(12)의 축선(X2) 및 엑츄에이터(11)의 축선(X1)이 일렬로 정렬됨으로써 차량힌지 구동장치(10)는 동축구조를 형성할 수 있고, 차량힌지 구동장치(10)는 차량힌지(1)의 힌지핀(4)의 축선(X)에 동축으로 정렬될 수 있다.

도 8은 다른 실시예에 따른 전동기구(15a)를 도시한다. 도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전동기구(15a)는 복수의 유성기어세트 중에서 적어도 한 유성기어세트를 대체하도록 분리가능하게 장착된 더미플레이트(124)를 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 1 내지 도 5의 실시예에서 도시되고 설명된 근위 기어세트, 제1중간기어세트, 제2중간 기어세트, 및 원위 기어세트 중에서 근위 기어세트의 근위 캐리어(23)로부터 복수의 근위 유성기어(22)가 분리되고, 더미플레이트(124)가 근위 캐리어(23) 및 근위 선기어(21)에 분리가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 제1중간기어세트, 제2중간 기어세트, 및 원위 기어세트는 그대로 유지될 수 있다.

더미플레이트(124)는 엑츄에이터(11) 및 복수의 유성기어세트 사이에 배치될 수 있고, 더미플레이트(124)는 엑츄에이터(11)에서 생성된 토크(동력)를 변화없이 그대로(1:1 비율로) 인접한 유성기어세트로 전달함으로써 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 전동기구(15)에 비해 그 출력토크를 상대적으로 낮출 수 있다. 예컨대, 중형/대형차량의 트렁크리드, 도어 등과 같이 상대적으로 무거운 도어컴포넌트(예컨대, 15kg 이상)를 구동하기 위하여 대략 80N.m의 출력토크가 요구되고, 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 전동기구(15)는 4개의 유성기어세트를 통해 상대적으로 큰 출력토크(최대 80N.m)를 아웃풋샤프트(14)로 전달할 수 있다. 한편, 소형차량의 트렁크리드, 도어 등과 같이 상대적으로 가벼운 도어컴포넌트(예컨대, 15kg 미만)를 구동하기 위하여 대략 20N.m의 출력토크가 요구되고, 도 8의 실시예에 따른 전동기구(15a)는 3개의 유성기어세트 및 더미플레이트(124)를 통해 상대적으로 작은 출력토크(최대 20N.m)를 아웃풋샤프트(14)로 전달할 수 있다.

이와 같이, 더미플레이트(124)가 선택적으로 장착됨으로써 유성기어세트의 갯수가 조절될 수 있고, 이를 통해 아웃풋샤프트(14)로부터 출력되는 토크가 상대적으로 가변될 수 있다.

도 9 및 도 10를 참조하면, 더미플레이트(124)는 근위 선기어(21)가 끼워지는 제1끼움홀(124a)과, 복수의 핀(22a)이 개별적으로 끼워지는 복수의 제2끼움홀(124b)을 포함할 수 있다.

제1끼움홀(124a)은 근위 선기어(21)의 외접치형들과 동일한 내접치형을 가질 수 있고, 이에 근위 선기어(21)는 제1끼움홈(124a)에 견고하게 끼워질 수 있다.

각 제2끼움홀(124b)은 핀(22a)의 외경과 동일한 내경을 가질 수 있고, 이에 각 핀(22a)은 그에 상응한 제2끼움홀(124b)에 견고하게 끼워질 수 있다.

이와 같이, 더미플레이트(124)는 근위 선기어(21) 및 복수의 핀(22a)을 동시에 연결함으로써 엑츄에이터(11)의 출력축(11a)이 회전함에 따라 더미플레이트(124)는 근위 선기어(21)와 함께 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 더미플레이트(124)는 엑츄에이터(11)의 출력축(11a) 및 제1중간기어세트 사이에서 토크 및 회전수의 변화없이 엑츄에이터(11)로부터 생성된 토크를 제1중간기어세트로 1:1 비율로 전달할 수 있고, 근위 기어세트가 생략되므로 그 출력토크는 도 1 내지 도 5의 실시예에 비해 상대적으로 감소할 수 있다. 즉, 본 발명은 더미플레이트(124)의 선택적인 장착을 통해 아웃풋샤프트(14)로부터 출력되는 토크를 다양하게 가변할 수 있다.

도 11은 다른 실시예에 따른 전동기구(15b)를 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 차량힌지(1)의 힌지핀(4)의 축선(X)은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있고, 엑츄에이터(11)의 축선(X1)은 하우징(12)의 축선(X2)과 평행하고 오프셋(offset)될 수 있다. 이와 같이, 하우징(12)의 축선(X2)이 엑츄에이터(11)의 축선(X1)에 오프셋됨으로써 차량힌지 구동장치는 다축 구조를 형성할 수 있다.

도 11을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전동기구(15b)는 엑츄에이터(11)에 기능적으로 연결된 근위 기어세트와, 근위 기어세트에 연결된 제1중간기어세트와, 제1중간기어세트에 기능적으로 연결된 제2중간 기어세트와, 제2중간 기어세트에 기능적으로 연결된 원위 기어세트를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 근위 기어세트는 엑츄에이터(11)의 출력축(11a)에 장착된 제1스퍼기어(21a)와, 제1스퍼기어(21a)와 치합하는 제2스퍼기어(24)를 포함한 스퍼기어세트일 수 있다. 제1스퍼기어(21a)는 구동기어이고, 제2스퍼기어(24)는 피동기어이다. 제2스퍼기어(24)의 직경이 제1스퍼기어(21a)의 직경 보다 상대적으로 클 수 있고, 또한 제2스퍼기어(24)의 치형갯수가 제1스퍼기어(21a)의 치형갯수 보다 많을 수 있다. 스퍼기어세트는 일정한 기어비를 가질 수 있고, 엑츄에이터(11)로부터 아웃풋샤프트(14)로 전달되는 토크는 스퍼기어세트의 기어비에 기초하여 증대될 수 있다. 제1스퍼기어(21a)의 축선은 엑츄에이터(11)의 축선(X1)에 정렬될 수 있고, 제2스퍼기어(24)의 축선은 하우징(12)의 축선(X2)에 정렬될 수 있다. 이에, 제1스퍼기어(21a)의 축선이 제2스퍼기어(24)의 축선에 오프셋됨에 따라 엑츄에이터(11)의 축선(X1) 및 하우징(12)의 축선(X2)에 오프셋될 수 있다.

아웃풋샤프트(14)의 지지핀(64)은 제2스퍼기어(24)의 센터 관통홀을 통과할 수 있고, 제2스퍼기어(24)로부터 돌출한 지지핀(64)의 단부는 베어링 또는 부싱(64a)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다.

제1중간기어세트는 제2스퍼기어(24)로부터 돌출한 제1중간 선기어(26)와, 제1중간 선기어(26)의 둘레에 배열된 복수의 제1중간 유성기어(27)와, 복수의 제1중간 유성기어(27)를 홀드하는 제1중간 캐리어(28)와, 복수의 제1중간 유성기어(27)가 치합되는 제1중간 링기어(29)를 포함할 수 있다. 복수의 제1중간 유성기어(27)는 제1중간 선기어(26)와 치합할 수 있고, 복수의 제1중간 유성기어(27)는 제1중간 캐리어(28)에 회전가능하게 홀드될 수 있다. 복수의 제1중간 유성기어(27)는 제1중간 링기어(29)의 내접치형들과 치합할 수 있고, 복수의 제1중간 유성기어(27)는 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다.

제1중간 링기어(29)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 제1중간 링기어(29)는 그 외주면에는 복수의 돌기(29a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(29a)는 제1중간 링기어(29)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 제1중간 링기어(29)의 돌기(29a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 제1중간 링기어(29)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 이에 따라, 제1중간 링기어(29)는 하우징(12)의 내면에 고정되고, 복수의 제1중간 유성기어(27)가 제1중간 링기어(29)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2)둘레로 공전할 수 있다.

제2중간기어세트는 제1중간 캐리어(28)로부터 돌출한 제2중간 선기어(36)와, 제2중간 선기어(36)의 둘레에 배열된 복수의 제2중간 유성기어(37)와, 복수의 제2중간 유성기어(37)를 홀드하는 제2중간 캐리어(38)와, 복수의 제2중간 유성기어(37)가 치합되는 제2중간 링기어(39)를 포함할 수 있다. 복수의 제2중간 유성기어(37)는 제2중간 선기어(36)와 치합할 수 있고, 복수의 제2중간 유성기어(37)는 제2중간 캐리어(38)에 회전가능하게 홀드될 수 있다. 복수의 제2중간 유성기어(37)는 제2중간 링기어(39)의 내접치형들과 치합할 수 있고, 복수의 제2중간 유성기어(37)는 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다.

제2중간 링기어(39)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 제2중간 링기어(39)는 그 외주면에는 복수의 돌기(39a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(39a)는 제2중간 링기어(39)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 제2중간 링기어(39)의 돌기(39a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 제2중간 링기어(39)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 이에 따라, 제2중간 링기어(39)는 하우징(12)의 내면에 고정되고, 복수의 제2중간 유성기어(37)가 제2중간 링기어(39)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2)둘레로 공전할 수 있다.

원위기어세트는 제2중간 캐리어(38)로부터 돌출한 원위 선기어(46)와, 원위 선기어(46)의 둘레에 배열된 복수의 원위 유성기어(47)와, 복수의 원위 유성기어(47)가 치합되는 원위 링기어(49)를 포함할 수 있다. 복수의 원위 유성기어(47)는 원위 선기어(46)와 치합할 수 있고, 복수의 원위 유성기어(47)는 복수의 핀(미도시)을 통해 아웃풋샤프트(14)의 플랜지(63)에 회전가능하게 홀드될 수 있다. 복수의 원위 유성기어(47)는 원위 링기어(49)의 내접치형들과 치합할 수 있고, 복수의 원위 유성기어(47)는 하우징(12)의 축선(X2) 둘레로 공전할 수 있다.

원위 링기어(49)의 외면은 하우징(12)의 내면에 고정적으로 장착될 수 있다. 구체적으로, 원위 링기어(49)는 그 외주면에는 복수의 돌기(49a)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(49a)는 원위 링기어(49)의 외주면에 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 원위 링기어(49)의 돌기(49a)들이 하우징(12)의 내측홈(12a)들에 개별적으로 끼워짐으로써 원위 링기어(49)는 하우징(12) 내에서 회전함이 방지될 수 있다. 이에 따라, 원위 링기어(49)는 하우징(12)의 내면에 고정되고, 복수의 원위 유성기어(47)가 원위 링기어(49)의 내접치형들을 따라 하우징(12)의 축선(X2)둘레로 공전할 수 있다.

아웃풋샤프트(14)의 지지핀(64)은 제2스퍼기어(24)의 센터 관통홀, 제1중간 선기어(26)의 센터 관통홀, 제1중간 캐리어(28)의 센터 관통홀, 제2중간 선기어(36)의 센터 관통홀과, 제2중간 캐리어(38)의 센터 관통홀, 및 원위 선기어(46)의 센터 관통홀을 관통할 수 있고, 이에 제2스퍼기어(24), 제1중간 선기어(26), 제1중간 캐리어(28), 제2중간 선기어(36), 제2중간 캐리어(38), 및 원위 선기어(46)는 지지핀(64)에 회전가능하게 지지될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 차량힌지 2: 힌지브라켓
3: 힌지아암 4: 힌지핀
10: 차량힌지 구동장치 11: 엑츄에이터
12: 하우징 12a: 홈
13: 커버 14: 아웃풋샤프트
15: 전동기구 16: 브레이크유닛
21: 근위 선기어 22: 근위 유성기어
23: 근위 캐리어 25: 공통 링기어
31: 제1중간 선기어 32: 제1중간 유성기어
33: 제1중간 캐리어 41: 제2중간 선기어
42: 제2중간 유성기어 43: 제2중간 캐리어
45: 제2중간 링기어 51: 원위 선기어
52: 원위 유성기어 55: 원위 링기어
61: 제1샤프트 62: 제2샤프트
63: 플랜지 64: 지지핀
67: 힌지로드 69: 힌지어댑터
71: 제1스프링홀더 72: 제2스프링홀더
73: 스프링 81: 제1마찰디스크
82: 제2마찰디스크 91: 제1단부 장착러그
92: 제2단부 장착러그 93: 사이드 장착러그
124: 더미플레이트

Claims

도어컴포넌트 및 차체 사이에 장착된 차량힌지를 구동하는 차량힌지 구동장치로서,
엑츄에이터;
상기 엑츄에이터에 연결된 하우징;
상기 하우징의 축선에 정렬된 아웃풋샤프트; 및
상기 엑츄에이터에서 발생된 토크를 상기 아웃풋샤프트로 전달하도록 구성된 전동기구;를 포함하고,
상기 전동기구는 상기 아웃풋샤프트로 전달하는 토크를 가변하도록 구성된 차량힌지 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전동기구는 상기 아웃풋샤프트의 축선을 따라 일렬로 연결된 복수의 기어세트와, 상기 복수의 기어세트 중에서 적어도 하나의 기어세트를 대체하도록 분리가능하게 장착되는 더미플레이트를 포함하고,
상기 복수의 기어세트는 상기 엑츄에이터에 근접하게 연결된 근위 기어세트와, 상기 엑츄에이터로부터 멀게 위치한 원위 기어세트를 포함한 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
상기 근위 기어세트는 상기 엑츄에이터의 출력축에 장착된 근위 선기어와, 상기 근위 선기어의 둘레에 배열된 복수의 근위 유성기어와, 상기 복수의 근위 유성기어가 회전가능하게 지지되는 복수의 핀을 가진 근위 캐리어와, 상기 복수의 근위 유성기어가 치합되는 내접치형을 가진 근위 링기어를 포함한 차량힌지 구동장치.
청구항 3에 있어서,
상기 더미플레이트는 상기 복수의 근위 유성기어를 대체가능하게 구성된 차량힌지 구동장치.
청구항 3에 있어서,
상기 더미플레이트는 상기 근위 선기어가 끼워지는 제1끼움홀과, 상기 복수의 핀이 끼워지는 복수의 제2끼움홀을 포함한 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 기어세트는 상기 엑츄에이터 및 상기 아웃풋샤프트 사이에서 일렬로 연결되도록 구성되고,
각 기어세트의 축선은 상기 하우징의 축선에 정렬되도록 구성된 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
각 기어세트는 선기어와, 상기 선기어의 둘레에 배열된 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어를 회전가능하게 홀드하는 캐리어와, 상기 복수의 유성기어가 치합되는 내접기어를 가진 링기어를 포함한 유성기어세트이고,
상기 복수의 기어세트 중에서 적어도 하나의 기어세트의 선기어는 인접한 기어세트의 캐리어에 일체로 연결된 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 기어세트 중에서 적어도 2개의 인접한 기어세트들의 유성기어들은 하나의 공통 링기어 내에 함께 수용되고,
상기 적어도 2개의 인접한 기어세트들의 유성기어들은 상기 하나의 공통 링기어의 내접치형을 따라 상기 하우징의 축선 둘레로 공전하도록 구성된 차량힌지 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 축선은 상기 엑츄에이터의 축선에 정렬된 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
상기 원위 기어세트는 원위 선기어와, 상기 원위 선기어의 둘레에 배열된 복수의 원위 유성기어와, 상기 복수의 원위 유성기어가 치합되는 내접치형들을 가진 원위 링기어를 포함하며,
상기 아웃풋샤프트는 복수의 핀을 가지고, 상기 복수의 원위 유성기어는 상기 복수의 핀에 회전가능하게 장착된 차량힌지 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 아웃풋샤프트는 상기 엑츄에이터를 향해 연장된 지지핀을 포함하고,
상기 지지핀은 상기 전동기구의 축선을 상기 하우징의 축선에 정렬하도록 구성된 차량힌지 구동장치.
청구항 2에 있어서,
상기 근위 기어세트는 상기 엑츄에이터의 출력축에 장착된 제1스퍼기어와, 상기 제1스퍼기어와 치합하는 제2스퍼기어를 포함한 스퍼기어세트이고,
상기 하우징의 축선은 상기 스퍼기어세트를 통해 상기 엑츄에이터의 축선에 대해 오프셋된 차량힌지 구동장치.