KR100302285B1 - 모터축의지지장치 - Google Patents

Abstract

모터축의 양단이 하우징과의 간섭없이 자유회전할 수 있을 뿐만 아니라, 부하 반전력의 흡수 및 완충이 가능한 모터축의 지지장치에 대해 개시한다. 이 모터축의 지지장치는 모터 하우징(200)과; 하우징(200)의 내부에 수납되어 전원이 인가됨에 따라 회전가능하고, 그 외주면에 정류자(150)와 코어부(170)가 각각 결합되어 연동가능하며, 일단부에 기어부(120)가 형성되어 상호 치차 결합으로 인한 동력 전달이 가능한 모터축(100)과; 모터축(100)의 양단부가 자유롭게 회전가능하도록 지지함과 동시에, 축방향 반전력을 완충시키는 소정의 지지수단을 구비하여서 된 것이다. 더욱 상세히 설명하면, 지지수단은 모터축(100)의 일단부에 상호 간섭되지 않는 자유단(110)이 연장 형성되고, 모터축(100)의 타단부가 외주면에 제1베어링(400)과 결합된 채로 하우징(200)으로부터 소정 간격 이격되어 지지되며, 모터축(100)의 중앙부위 외주면에 결합되어 모터축(100)의 회전을 가이드하기 위한 제2베어링(130)과, 이 제2베어링(130)과 정류자(150) 사이에 개재되어 모터축(100)을 일 방향으로 탄성바이어스시키는 스프링(160)과, 모터축(100)의 외주면에 결합되어 모터축(100)을 타 방향으로 지지시키기 위한 스톱퍼(124) 및 스톱링(122)이 구비된다.

Description

모터축의 지지장치{Apparatus for supporting motor shaft}

본 발명은 모터축의 지지장치에 관한 것으로서, 특히 모터축의 양단이 자유로이 회전운동 가능함과 아울러, 부하 전달시의 축 방향 반전력을 최소화시킬 수 있도록 한 모터축의 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 플레밍의 왼손법칙에 따라 코일에 흐르는 전류의 방향과 자계 사이에서 작용하는 전자력을 이용하여 회전자를 회전시키는 구조를 갖는다.

이러한 일반적인 모터중 직류직권 모터를 예로 들어 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(50)의 내주면에 고정 설치되고 전류가 인가되면 자화되어 자장을 형성시키는 고정자인 복수개의 마그네트(magnet)부(20)와, 마그네트부(20)로부터 소정간격 이격되고 그 마그네트부(20)의 자화시 발생되는 전자력에 의해서 회전되는 회전자인 코어(core)부(10)를 구비하는 구조를 갖는다.

상세하게 설명하면, 코어부(10)는 중앙에 베어링(부호생략됨)으로 지지되고 회전가능한 모터축(16)과, 그 외주면에 홈(12a)이 형성되고 모터축(16)에 축결합되어 자력선을 통과시키고 맴돌이 전류를 저감시키기 위한 철심(12)과, 철심(12)의 홈(12a)에 끼워지도록 다수개의 코일(14)이 권회되어 있는 구조를 갖는다.

앞에서 설명한 일반적인 모터는 마그네트부의 자극변화에 따라 양방향 선택적으로 회전되는 구조를 가지며, 모터축의 양단이 베어링 또는 기타 구조물에 의해서 지지 및 고정되는 구조를 갖는다.

도 2는 상기한 종래 모터축의 지지를 위한 지지장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 모터 하우징(60)과, 모터 하우징(60)의 일측과 타측부위에 각각 모터축(70)의 단부를 고정 지지시키기 위한 지지수단이 마련되는 구조를 갖는다.

상세히 설명하면, 지지수단은 모터축(70)의 일단부가 쇄기형으로 형성되고, 그에 대응되는 홈 형상을 갖는 고정부재(80)가 모터 하우징(60)의 일측에 결합되는 구조를 갖는다.

또, 모터 하우징(60)의 일측에는 고정부재(80)의 이탈을 방지하기 위한 홀더부재(82)가 마련되며, 하우징(60)과 고정부재(80) 사이에는 O링(84)이 개재된다.

그리고, 모터 하우징(60)의 타측에는 볼부재(98)가 마련되어 모터축(70)의 타단부가 볼 접촉에 의해서 지지되고, 그 타단부의 외주면으로 메탈베어링(92)이 결합되며, 끝단에는 볼부재(98)를 고정하기 위한 고정체(96)가 마련된다.

또한, 모터축(70)의 중앙에는 모터축(70)의 회전을 위한 볼베어링(76)이 하우징(60)과 모터축(70) 사이에 끼움결합되어 있으며, 정류자(74)와 볼베어링(76)의 사이에 모터축(70)을 일방향으로 탄성바이어스시켜 모터축(70)의 축방향 힘을 흡수 완충하기 위한 코일스프링(78)이 마련된다.

미 설명부호 72는 모터축(70)의 회전력을 외부로 전달시키기 위하여 형성된 기어부(72)를 나타낸 것이다. 이는 보통 모터축(70)의 회전시 연동 가능하도록 치차 결합되는 구조를 가진다.

이러한 구성을 갖는 종래 모터축의 지지장치는 모터축의 양단부를 각각 고정 지지시킴과 아울러, 모터축의 회전시 양호한 회전이 이루어지도록 하는 유효한 기능을 갖고 있으나, 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 모터축의 양단부를 고정 지지하기 위한 부품수가 과다하여 가공성 및 조립성이 저하됨과 아울러, 원가상승의 요인이 되는 문제점을 갖는다.

둘째, 모터축의 회전시 각 모터축의 양단부를 지지하는 지지수단과의 접촉에 따른 마모가 발생되므로, 장시간 사용시 부품 파손 및 고장의 요인이 되어 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

셋째, 모터축의 양단부와 이를 지지하기 위한 지지수단은 상호 밀착 결합되더라도, 일정간의 틈새를 갖게 된다.

따라서, 모터축의 기어부로부터 전달되는 부하의 반전력을 충분히 흡수 및 완충시키지 못할 경우 모터축의 양단부와 접촉이 발생되므로, 이로 인한 소음발생 등의 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적은 모터축의 양단부가 접촉없이 자유로이 회전가능하도록 지지함과 아울러, 부하 전달에 따른 반전력을 충분히 흡수 및 완충시킬 수 있도록 한 모터축의 지지장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 모터를 케이스에서 회전자 어셈블리가 분리된 상태로 도시한 사시도,

도 2는 종래 모터축의 지지장치의 주요부를 보인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 모터축의 지지장치를 도시한 단면도,

도 4는 도 3에 표시한 A 부분의 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 모터축 110 : 자유단

120 : 기어부 122 : 스톱링

124 : 스톱퍼 130 : 제2베어링

150 : 정류자 160 : 스프링

170 : 코어부 200 : 하우징

210 : 단턱부 400 : 제1베어링

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 모터축의 지지장치는,

모터 하우징과, 이 모터 하우징의 내부에 수납되어 전원이 인가됨에 따라 회전가능하고 외주면에 정류자와 코어부가 각각 결합되어 연동가능하며 일단부에는 기어부가 형성되어 상호 치차 결합으로 인한 회전력의 전달이 가능한 모터축과, 하우징에 결합되어 모터축의 후단부를 끼워 지지하는 제1베어링(400)과 그 모터축의 일단정류자와 기어부 사이부분을 관통시켜 지지하는 제2베어링(130), 이 제2베어링과 정류자 사이에 개재되어 모터축의 축방향 진동을 완충시키기 위한 스프링(160)을 구비한 모터축의 지지장치에 있어서,

상기 제2베어링이 결합되는 하우징의 내주면에 상기 스프링 반대측 위치에서 상호 다른 내경으로 형성된 단턱부(210)가 있고, 그 단턱부의 내에 수용되어 모터축과 함께 유동될 수 있도록 그 모터축 주위에 끼워진 스톱퍼(124)와, 모터축에 고정결합되어 그 스톱퍼를 상기 제2베어링과의 사이에서 구속시키는 스톱링(122)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 모터축의 지지장치를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 모터축의 지지장치는, 도 3 및 도 4를 참조, 프레임과 요크부가 상호 결합되어 구성되는 모터 하우징(200)과, 이 하우징(200)의 내부에 수납되어 전원이 인가됨에 따라 회전가능하고, 그 외주면에 정류자(150)와 코어부(170)가 각각 결합되어 연동가능하며, 일단부에 기어부(120)가 형성되어 상호 치차 결합으로 인한 동력 전달이 가능한 모터축(100), 그리고 모터축(100)의 양단부가 자유로이 회전가능하도록 지지하면서 축방향 반전력을 완충시키는 지지수단을 구비하여서 된 것이다.

상기한 지지수단으로는 모터축(100)의 일단부에 상호 간섭되지 않는 자유단(110)이 연장 형성되고, 모터축(100)의 타단부가 외주면에 제 1베어링(400)과 결합된 채로 하우징(200)으로부터 소정 간격 이격되어 지지되며, 모터축(100)의 중앙부위 외주면에 결합되어 모터축(100)의 회전을 가이드하기 위한 제2베어링(130)과, 제 2베어링(130)과 정류자(150) 사이에 개재되어 모터축(100)을 일 방향으로 탄성 바이어스시키는 스프링(160)이 구비되어 있다.

또한, 모터축(100)의 외주면에 결합되어 모터축(100)을 타 방향으로 지지시키기 위하여, 모터축(100)의 중앙부가 결합되는 하우징(200)의 내주면에 상호 다른 내경을 갖는 단턱부(210)가 형성되고, 단턱부(210)의 내부에 수용되고 모터축(100)의 외주면에 결합되어 연동가능한 스톱퍼(124)와,단턱부(210)의 내부에 수용되고 스톱퍼(124)의 단부와 접촉 결합되어 모터축(100)의 타 방향 이동을 제한시키는 스톱링(122)이 구비된다.

스톱퍼(124)는 하우징(200)의 단턱부(210)와 상호 이격되어 접촉되지 않도록 모터축(100)의 외주면에 소정의 압력에 의해서 압입 결합되어 모터축(100)의 회전시 같이 회전가능한 구조를 갖는다.

미 설명부호 "140"은 제 2베어링(130)을 단턱부(210) 내에 수용 지지시키기 위한 베어링홀더(140)를 나타낸 것이고, "310"는 코어부(170)로 전자력을 가하도록 전원의 인가에 따라 자화가능한 마그네트부(310)를 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명 모터축의 지지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 모터에 전원이 인가되면 마그네트부(310)가 자화되어 자장을 형성시키게 되고, 이에 따라 모터축(100)이 회전된다.

이때, 모터축(100)의 기어부(120)와 치차 결합된 외부 동력원(예: 자동차의 와이퍼 구동부)으로 회전력이 전달된다.

그리고, 모터축(100)은 양단부가 하우징(200)으로부터 이격되고 중앙부위가단턱부(210)에 의해서 지지되어 있으므로, 모터축(100)의 양단부가 자유 회전이 가능하게 된다.

또한, 모터축(100)의 이동에 따른 힘의 전달방향을 도면에 도시된 바와 같이 각각 "F1, F2"이라 칭하면, F1은 모터의 회전에 따른 힘의 진행방향이며, F2는 외부 동력원으로부터 부하 전달에 따른 반전력이 발생되는 힘의 진행방향을 나타낸 것이다.

한편, F1은 구속수단인 스톱퍼(124)와 스톱링(122)에 의해서 모터축(100)이 지지되어 이동이 제한되고, F2는 스프링(160)에 의해서 흡수 및 완충된다.

따라서, 본 발명 모터축의 지지장치는 모터축(100)의 축방향 충격력이 스톱퍼(124), 스톱링(122) 및 스프링(160)에 의해서 지지 및 흡수 완충되고, 양단이 하우징(200)의 내면으로부터 이격되어 자유 회전가능하게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명 모터축의 지지장치는 모터축의 양단이 하우징과의 상호 간섭없이 자유회전할 수 있을 뿐만아니라, 부하 반전력의 흡수 및 완충이 가능한 것인바, 이에 따르면 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 모터축을 지지하기 위한 부품수를 대폭 감축시켜 조립성 및 가공성이 향상될 뿐만 아니라, 원가 절감의 효과를 갖는다.

둘째, 모터축의 양단부가 상호 간섭되지 않으므로, 접촉에 따른 마모가 발생되지 않아 내구성이 향상된다.

셋째, 외부 동력원으로부터의 부하 반전력의 흡수 및 완충에 따라 부품의 내구성 향상 및 소음발생이 저하되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 모터 하우징과, 이 모터 하우징의 내부에 수납되어 전원이 인가됨에 따라 회전가능하고 외주면에 정류자와 코어부가 각각 결합되어 연동가능하며 일단부에는 기어부가 형성되어 상호 치차 결합으로 인한 회전력의 전달이 가능한 모터축과, 하우징에 결합되어 모터축의 후단부를 끼워 지지하는 제1베어링(400)과 그 모터축의 일단정류자와 기어부 사이부분을 관통시켜 지지하는 제2베어링(130), 이 제2베어링과 정류자 사이에 개재되어 모터축의 축방향 진동을 완충시키기 위한 스프링(160)을 구비한 모터축의 지지장치에 있어서,

   상기 제2베어링이 결합되는 하우징의 내주면에 상기 스프링 반대측 위치에서 상호 다른 내경으로 형성된 단턱부(210)가 있고, 그 단턱부의 내에 수용되어 모터축과 함께 유동될 수 있도록 그 모터축 주위에 끼워진 스톱퍼(124)와, 모터축에 고정결합되어 그 스톱퍼를 상기 제2베어링과의 사이에서 구속시키는 스톱링(122)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 모터축의 지지장치.