KR100591800B1 - 기어드 모터 - Google Patents

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KR100591800B1
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호시가즈키
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 부품 개수를 감소한다.
<해결 수단> 구동원(14)과, 이 구동원(14)에 연결되어 구동원(14)의 회전 출력을 감속하여 출력부(28)에 전달하는 감속 전달 기구(40)와, 구동원(14)을 고정하는 제 1 케이스(32)와, 제 1 케이스(32)와 협동하여 구동원(14)을 수납하는 공간을 형성함과 동시에 감속 전달 기구(40)를 지지하는 제 2 케이스(33)와, 감속 전달 기구(40)를 커버하는 제 3 케이스(34)를 갖는 기어드 모터(14)에 있어서, 감속 전달 기구(40)의 일부가 제 2 케이스(33)에 일체화하여 형성된다.

Description

기어드 모터{GEARED MOTOR}
도 1은 본 발명의 기어드 모터를 나타내는 경사 위쪽에서 본 분해 조립도.
도 2는 기어드 모터를 경사 아래쪽에서 본 분해 조립도.
도 3은 기어드 모터의 종단면 정면도.
도 4는 토크 리미터를 나타내는 도면으로서, (A)는 (B)의 A-A 선에서 절단한 상태를 나타내는 횡단면 평면도, (B)는 (A)의 B-B 선에서 절단한 상태를 나타내는 종단면 정면도.
도 5는 토크 리미터를 나타내는 분해 조립도로서, (A)는 경사 위쪽에서 본 상태, (B)는 경사 아래쪽에서 본 상태를 나타내는 도면.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 토크 리미터 13 : 기어드 모터
14 : 구동원 21 : 태양 기어
23 : 유성 기어 25 : 내치 기어
28 : 출력부 32 : 제 1 케이스
33 : 제 2 케이스 34 : 제 3 케이스
40 : 감속 전달 기구
본 발명은 구동원인 모터에 감속 전달 기구를 부가한 기어드 모터에 관한 것이다. 보다 상세히 기술하면, 본 발명은 구동원이나 감속 전달 기구를 수납하는 케이스를 개량한 기어드 모터에 관한 것이다.
이러한 종류의 기어드 모터로서는, 상부 케이스와 하부 케이스의 사이에 모터나 감속 전달 기구를 수용함과 동시에, 내부에 별도 부재로서 중간 칸막이판을 구비한 것이 알려져 있다(특개평 8-126251호 공보 참조). 중간 칸막이판은 모터나 감속 전달 기구의 축을 지지하고 있다. 이것에 의해, 상부 및 하부의 케이스의 내부를 구획하여 내부 기구를 효율 좋게 수용할 수 있다.
또, 근래에는 감속 전달 기구의 일부에 내치 기어가 사용되는 경우가 있다. 이 내치 기어는 상부 및 하부의 케이스 또는 중간 칸막이판으로 고정된다.
<특허 문헌 1> 일본특허 특개평 8-126251호
그렇지만, 상술한 중간 칸막이판을 구비한 기어드 모터에서는, 기어의 축이나 내치 기어와 중간 칸막이판은 별개 부재이기 때문에 부품 개수가 많아져 버리고 만다. 특히 내치 기어를 중간 칸막이판에 고정할 때는 고정용의 별도 부재를 필요로 하는 경우도 있다. 그리고, 부품 개수가 많기 때문에, 기어의 축심간 거리의 조정이 곤란하게 되고 만다. 또, 중간 칸막이 판, 내치 기어, 상하 케이스의 각 끼워맞춤 부분의 강도를 계산할 필요가 있고, 부품 개수가 많기 때문에 강도 계산이 복 잡하게 되고 만다.
그래서, 본 발명은 부품 개수를 감소할 수 있는 기어드 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 구동원과, 이 구동원에 연결되어 구동원의 회전 출력을 감속하여 출력부에 전달하는 감속 전달 기구와, 구동원을 고정하는 제 1 케이스와, 제 1 케이스와 협동하여 구동원을 수납하는 공간을 형성함과 동시에 감속 전달 기구를 지지하는 제 2 케이스와, 감속 전달 기구를 커버하는 제 3 케이스를 갖는 기어드 모터에 있어서, 감속 전달 기구의 일부가 제 2 케이스에 일체화하여 형성되도록 하고 있다.
따라서, 감속 전달 기구의 일부와 제 2 케이스를 일체화하고 있으므로 부품 개수를 줄일 수 있다.
또, 상기 발명에 있어서, 상기 감속 전달 기구는 구동원으로부터의 회전 출력을 전달하는 태양 기어와, 이 태양 기어의 주위를 자전하면서 공전하는 유성 기어와, 이 유성 기어와 서로 맞물리는 내치 기어를 갖는 유성 기어 기구를 가지며, 내치 기어가 제 2 케이스에 일체 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내치 기어는 제 2 케이스에 형성된 개구부의 내주면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성하면, 종래와 같이 별도 부재의 내치 기어를 제 2 케이스에 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 개수를 줄일 수 있다.
또한, 상기 발명에 있어서, 감속 전달 기구와 출력부의 사이에는 토크 리미터를 구비함과 동시에, 입력 토크가 설정 토크 이하인 경우에 입력 토크와 동일한 토크를 출력함과 동시에, 입력 토크가 설정 토크를 초과하는 경우에 토크를 출력하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 토크 리미터로서의 기능을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 발명에 있어서, 제 2 케이스는 구동원을 지지하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 제 2 케이스는 구동원인 모터가 삽입 지지되는 지지 구멍을 구비하고, 모터 피니언이 제 3 케이스와의 사이에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다. 따라서 구동원을 지지하기 위한 별도 부재를 사용할 필요가 없으므로, 부품 개수의 증가를 억제할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 구성을 도면에 나타내는 최선의 형태에 근거하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에, 본 발명의 기어드 모터(13)의 실시 형태의 일례를 나타낸다. 이 기어드 모터(13)는, 구동원(모터)(14)과, 이 구동원(14)에 연결되어 구동원(14)의 회전 출력을 감속하여 출력부(28)에 전달하는 감속 전달 기구(40)와, 구동원(14)을 수납하여 고정하는 제 1 케이스(32)와, 제 1 케이스(32)와 협동하여 구동원(14)이 끼워져서 구동원(14)을 수납하는 공간을 형성함과 동시에 감속 전달 기구(40)를 지지하는 제 2 케이스(33)와, 감속 전달 기구(40)를 커버하는 제 3 케이스(34)를 갖는 것이다. 그리고, 감속 전달 기구(40)의 일부가 제 2 케이스(33)에 일 체화하여 형성되어 있다.
감속 전달 기구(40)는, 구동원(14)으로부터의 회전 출력을 전달하는 태양 기어(21)와, 이 태양 기어(21)의 주위를 자전하면서 공전하는 유성 기어(23)와, 이 유성 기어(23)와 서로 맞물리는 내치 기어(25)를 갖는 유성 기어 기구를 갖고 있다. 그리고, 내치 기어(25)가 제 2 케이스(33)에 일체 형성되어서 이루어지도록 하고 있다. 즉, 제 2 케이스(33)에는 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부의 내주면에 내치 기어(25)가 직접 형성되어 있다. 이것에 의해, 부품 개수를 줄일 수 있다. 내치 기어(25)는 일주(一周)에 걸쳐 형성되고 있다.
또, 감속 전달 기구(40)와 출력부(28)의 사이에는 토크 리미터(1)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 입력 토크가 설정 토크 이하인 경우에 입력 토크와 동일한 토크를 출력함과 동시에, 입력 토크가 설정 토크를 초과하는 경우에 토크를 출력하지 않도록 하고 있다.
본 실시 형태에서는 기어드 모터(13)를 변기 시트 및 변기 뚜껑의 자동 개폐 유닛에 사용하고 있다. 이 자동 개폐 유닛은, 구동원(14)의 동력을 변기 시트 및 변기 뚜껑에 전달하여 개폐시키는 것이다.
감속 전달 기구(40)는, 구동원(14)의 샤프트에 설치된 피니언(15)과, 이 피니언(15)에 서로 맞물리는 제 1 기어(16)와, 제 1 기어(16)와 동축으로 일체화된 제 1 피니언(17)과, 이 제 1 피니언(17)에 서로 맞물리는 제 2 기어(18)와, 제 2 기어(18)와 동축으로 일체화된 제 2 피니언(19)과, 이 제 2 피니언(19)에 서로 맞물리는 제 3 기어(20)와, 제 3 기어(20)와 동축으로 일체화된 태양 기어(21)와, 토 크 리미터(1)의 외륜(3)에 형성된 3개의 지지축(22)과, 태양 기어(21)에 서로 맞물림과 동시에 각 지지축(22)에 회전 가능하게 설치된 유성 기어(23)와, 유성 기어(23)를 지지축(22)에 고정하는 뚜껑(24)과, 유성 기어(23)의 주위에 설치된 내치 기어(25)와, 토크 리미터(1)의 내륜(2)의 보스부(8)에 형성된 스플라인 형상의 설치 구멍(26)과, 이 설치 구멍(26)에 삽입되어 고정됨과 동시에 변기 시트 또는 변기 뚜껑의 힌지 핀의 수용 구멍(27)을 갖는 출력부(28)인 힌지 핀 받이를 구비하고 있다.
이 기어드 모터(13)에는 변기 뚜껑 또는 변기 시트의 한쪽만을 설치한다. 때문에, 변기 뚜껑 및 변기 시트의 양쪽을 자동 개폐하는데는 2개의 기어드 모터(13)를 이용하도록 한다.
제 1 케이스(32), 제 2 케이스(33), 제 3 케이스(34)는 볼트(35)에 의하여 나사 고정되어 있다. 제 2 케이스(33)는, 제 1 기어(16)의 지지축(41)이나 제 2 기어(18)의 지지축(42)이 압입되어서 일체화되어 있는 동시에 구동원(14)의 지지 구멍(43)이 형성되어 있다. 때문에, 부품 개수를 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 게다가, 제 2 케이스(33)는 구동원(14)을 지지하므로, 구동원(14)을 지지하기 위한 별도 부재를 사용할 필요가 없어서, 부품 개수의 증가를 억제할 수 있다.
토크 리미터(1)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 내륜(2)과 외륜(3)을 구비하고, 이들 내륜(2) 또는 외륜(3)의 어느 한쪽에 부여되는 입력 토크가 설정 토크 이하인 경우에 내륜(2) 및 외륜(3)이 연동한다. 이 토크 리미터(1)는, 내륜(2) 또는 외륜(3)의 어느 한쪽에 계지홈(4)이 형성되며, 내륜(2) 또는 외륜(3)의 어느 다른 쪽에 계합부(5)가 형성됨과 동시에, 계지홈(4) 및 계합부(5)에 계지되는 롤러 핀(6)과, 이 롤러 핀(6)을 계지홈(4)에 가압하는 계합하는 판 스프링(7)을 구비하고 있다. 그리고, 입력 토크가 설정 토크를 초과하면 롤러 핀(6)이 판 스프링(7)을 탄성 변형시켜서 계지홈(4)으로부터 벗어서, 내륜(2)과 외륜(3)이 비연동 상태가 되도록 하고 있다.
내륜(2)은 보스부(8)와 외주벽부(9)를 구비하고 있다. 외륜(3)은, 내륜(2)의 보스부(8)의 주위에 회전 가능하게 끼워 맞춰지는 감합 주변벽부(10)를 구비하고 있다. 외륜(3)의 감합 주변벽부(10)가 내륜(2)의 보스부(8)에 끼워 맞춰짐으로써, 내륜(2)과 외륜(3)은 회전 가능하게 조합된다. 계합부(5)는 감합 주변벽부(10)의 2개소에 180°간격으로 형성되어 있다. 계지홈(4)은 내륜(2)의 보스부(8)의 외주면의 2개소에 180°간격으로 형성되어 있다. 따라서, 내륜(2)과 외륜(3)은 180°마다 고정되도록 위치 결정된다.
판 스프링(7)은 180°를 넘는 원호 형상으로 하고 있다. 이 판 스프링(7)은 외륜(3)의 감합 주변벽부의 외측에 각 계합부(5)를 덮도록 끼워 맞춰져 있다. 판 스프링(7)은 180°를 넘고 있으므로, 2개소의 계합부(5)를 동시에 덮을 수 있다. 감합 주변벽부(10)의 판 스프링(7)이 끼워 맞춰지지 않는 부위에는 판 스프링(7)이 회전하는 것을 방지하는 스토퍼(11)가 형성되어 있다.
롤러 핀(6)은 각 계합부(5)의 내부에 설치됨과 동시에, 판 스프링(7)에 의하여 내측으로 향하고 가압되어 있다. 또한, 도 5에서, 부호 12는 롤러 핀(6)을 내륜(2)의 외부로부터 내부로 삽입하기 위한 관통공이다.
또, 기어드 모터(13)는 제 1 기어(16)의 회전수를 검출하는 센서 기판(29)과, 내륜(2) 측의 회전 각도를 검출하는 내륜측 센서 기판(30)을 구비하고 있다. 각 센서 기판(29, 30)은, 회전측 부재에 설치된 마그넷의 통과를 홀 IC(36)의 이용에 의해서 검출하여 회전측 부재의 회전 각도를 검출하는 것이다. 센서 기판(29)은, 중간 케이스(33)에 볼트(37)에 의하여 고정됨과 동시에, 제 1 기어(16)의 제 1 피니언(17)측에 설치된 마그넷(39)의 통과를 검지하여 제 1 기어(16)의 회전수를 검출한다. 이 마그넷(39)은 예를 들면 8극의 부채꼴 형상으로 하고 있다. 또, 내륜측 센서 기판(30)은, 하부 케이스(34)에 볼트(38)에 의하여 고정됨과 동시에, 내륜(2)에 설치된 마그넷의 통과를 검지하여 내륜(2), 즉 변기 시트 또는 변기 뚜껑의 회전 각도를 검출한다.
상술한 기어드 모터(13)의 동작의 일례를 설명한다.
기어드 모터(13)를 변기측에 설치한다. 그리고, 변기 시트 또는 변기 뚜껑의 힌지 핀을 출력부(28)에 고정한다. 구동원(14)을 회전시킴으로써, 제 1 기어(16) → 제 1 피니언(17) → 제 2 기어(18) → 제 2 피니언(19) → 제 3 기어(20) → 태양 기어(21) → 유성 기어(23)라고 하는 경로를 거쳐서 토크 리미터(1)의 외륜(3)이 회전된다. 롤러 핀(6)이 계지홈(4)에 계지되어 있으면, 내륜(2)의 보스부(8)와 외륜(3)의 감합 주변벽부(10)가 롤러 핀(6)으로 연결되어서 내륜(2)과 외륜(3)이 위치 결정되어 있고 연동하여 회전한다.
따라서, 외륜(3)의 회전은 내륜(2)에 전해지고, 내륜(2)으로부터 출력부(28)를 거쳐 변기 시트 또는 변기 뚜껑에 전달된다. 이것에 의해, 변기 시트 또는 변기 뚜껑이 자동적으로 개폐된다.
내륜(2)과 외륜(3)의 사이에 큰 토크가 가해지면, 계지홈(4)의 가장자리가 롤러 핀(6)을 외측으로 가압하여 판 스프링(7)에 저항하여 계지홈(4)으로부터 밀어낸다. 이것에 의해, 내륜(2)과 외륜(3)은 연동하지 않고 공전한다. 또, 토크가 작아지면, 롤러 핀(6)이 계지홈(4)에 이르렀을 때에 판 스프링(7)의 가압력에 의하여 수납된다. 이것에 의해, 내륜(2)과 외륜(3)이 다시 위치 결정되어서 연동하여 회전 가능해진다.
또한, 일련의 동작 중에 외륜측 센서 기판(29)에 의하여 제 1 기어(16)의 회전수가 검출되므로 구동원(14)이 정상적으로 구동하고 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 내륜측 센서 기판(30)에 의하여 내륜(2)의 회전 각도가 검출되므로 변기 시트 또는 변기 뚜껑의 개폐 상태를 파악할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 제 2 케이스(33)와 내치 기어(25)를 일체 형성하여 강도를 높이고 있으므로, 감속 전달 기구(40)의 뒤에 설치한 토크 리미터(1)를 기능시킬 수 있다. 그리고, 변기 뚜껑 또는 변기 시트와 구동원(14)의 사이에 토크 리미터(1)를 설치하고 있으므로, 이들 사이에서 과대한 토크가 작용한 경우에도 기어의 이가 빠지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 형태는 본 발명의 매우 적합한 형태의 일례이나 이것에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 각종 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는 내치 기어(25)와 제 2 케이스(33)를 일체화하고 있으나, 이것에 한정되지 않고 다른 기어와 제 2 케이스(33)를 일체화하 도록 해도 된다.
또, 본 실시 형태에서는 내치 기어(25)는 일주에 걸쳐 형성되어 있으나, 이것에 한정되지는 않고 기어드 모터(13)의 용도에 따라서 내치 기어(25)가 일부분만 형성되도록 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 제 2 케이스(33)는 제 1 케이스(32) 및 제 3 케이스(34)에 나사 고정하고 있으나, 이것에 한정되지는 않고 제 2 케이스(33)가 제 1 케이스(32) 및 제 3 케이스(34)에 대하여 이동할 수 있어도 된다.
또, 본 실시 형태에서는 기어드 모터를 변기 시트 및 변기 뚜껑의 자동 개폐 유닛에 사용하고 있으나, 이것에 한정되지 않음은 물론이다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 기어드 모터에 의하면, 감속 전달 기구의 일부와 제 2 케이스를 일체화하고 있으므로 부품 개수를 줄일 수 있다. 이것에 의해, 구동원이나 기어의 축을 고정할 수 있기 때문에, 기어의 중심간 거리의 확보를 용이하게 할 수 있다. 게다가, 감속 전달 기구의 일부와 제 2 케이스와의 일체화에 의하여 강도 계산을 용이하게 할 수 있음과 동시에 강도를 높일 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 감속 전달 기구를 구성하는 내치 기어가 제 2 케이스에 일체 형성되어 이루어지도록 구성하면, 내치 기어나 그 고정부재의 분의 부품 개수를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기어드 모터에 의하면, 토크 리미터로서의 기능을 구비할 수 있다.
그리고, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 케이스는 구동원을 지지하도록 구성하면, 구동원을 지지하기 위한 별도 부재를 사용할 필요가 없기 때문에, 부품 개수의 증가를 억제할 수 있다.

Claims (6)

  1. 구동원과, 이 구동원에 연결되어 상기 구동원의 회전 출력을 감속하여 출력부에 전달하는 감속 전달 기구와, 상기 구동원을 고정하는 제 1 케이스와, 상기 제 1 케이스와 협동하여 상기 구동원을 수납하는 공간을 형성함과 동시에 상기 감속 전달 기구를 지지하는 제 2 케이스와, 상기 감속 전달 기구를 커버하는 제 3 케이스를 갖는 기어드 모터에 있어서,
    상기 감속 전달 기구의 일부가 상기 제 2 케이스에 일체화하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감속 전달 기구는, 상기 구동원으로부터의 회전 출력을 전달하는 태양 기어와, 이 태양 기어의 주위를 자전하면서 공전하는 유성 기어와, 이 유성 기어와 서로 맞물리는 내치 기어를 갖는 유성 기어 기구를 가지며, 상기 내치 기어가 상기 제 2 케이스에 일체 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 내치 기어는, 상기 제 2 케이스에 형성된 개구부의 내주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감속 전달 기구와 상기 출력부의 사이에는 토크 리미터를 구비함과 동시에, 입력 토크가 설정 토크 이하인 경우에 상기 입력 토크와 동일한 토크를 출력함과 동시에, 상기 입력 토크가 상기 설정 토크를 초과하는 경우에 토크를 출력하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 케이스는 상기 구동원을 지지하는 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 케이스는 상기 구동원인 모터가 삽입 지지되는 지지 구멍을 구비하고, 모터 피니언이 제 3 케이스와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터.
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