KR101154035B1 - 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 출력축을 갖는 서보모터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서버모터의 출력축을 복수로 구비하므로 관절의 회동시 양측에서 동시에 구동하므로 관절이 편하중을 받는 것을 방지하도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되고 모터축이 회전가능하게 결합된 서보모터와; 상기 케이싱의 내부에 수용되며 상기 서보모터의 모터축과 연결되어 서보모터의 회전수를 감속시키고 동시에 감속된 출력을 분할하는 분할감속부와; 상기 분할감속부에서 분할된 출력을 상기 케이싱의 외측으로 전달하는 복수의 출력축;을 포함하는 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공한다.

Description

복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체{Servo motor assembly having multiple concentric output shaft}

본 발명은 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서버모터의 출력축을 복수로 구비하므로 관절의 회동시 양측에서 동시에 구동하므로 관절이 편하중을 받는 것을 방지하도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구조는 구조물에 고정되어 있는 고정자와 회전력에 의하여 회전하는 회전자로 구성되어 있으며 회전자가 회전력을 받아 회전할 수 있도록 고정자와 회전자 사이의 전자력을 발생시키는 원리에 따라 다양한 종류가 있다.

이러한 모터 중 서버모터는 DC모터와는 달리 펄스의 주기로 정회전, 역회전 및 정지의 작동을 하는 모터이다.

상기 서보모터는 콤팩트하고 부착하기 용이한 장점으로 인해 산업용 및 교육용으로 그 사용범위를 넓혀가고 있다. 이러한 서보모터는 모터축에 감속기를 연결하고 여러 번 감속하여 큰 토크를 얻게 되므로 주로 90°이내의 각도를 움직이도록 구비되며 상대적으로 큰 감속비를 채용하였으므로 비교적 큰 힘을 낼 수 있다.

특히, 최근에는 산업용 로봇, 조립식 완구 특히 여러 가지 부품으로 다양한 형상을 만들고 작동시키는 교육용 키트의 용도로 사용이 급증하고 있는 추세이다.

하지만 교육용 키트에 사용할 경우 적은 부품으로 다양한 형상을 만들어 보기 위해서는 최소한의 부품으로 간단하게 조립할 수 있어야 하는데 종래 사용되고 있는 감속기가 형성된 서보모터는 출력축이 하나만 형성되어 있다. 따라서 관절구조의 프레임 사이에 서보모터를 장착할 경우 일측에서만 구동력을 발휘하기 때문에 편심하중이 작용하여 관절구조의 작동이 불량해지는 문제점이 있다.

또한 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 가이드모터를 복수 개 설치해야 하지만 이로 인해 공간을 많이 차지하게 될 뿐만 아니라 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 출력축을 구비하여 관절구조의 회동시 편하중이 작용하는 것을 방지함에 따라 적은 힘으로도 용이하게 관절을 회동시킬 수 있도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공하는 데 목적이 있다.

아울러 본 발명은 상기와 같이 복수의 출력축을 갖는 서보모터를 구비하여 적은 개수의 서보모터로도 다양한 형상을 갖는 조립형 완구를 구비할 수 있도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 출력축을 탈부착이 가능하도록 구비하므로 일측에만 부하를 집중해야 할 경우에도 유용하게 사용할 수 있도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공하는 데 목적이 있다.

아울러 본 발명은 단부측으로 갈수록 암의 높이가 줄어들도록 하여 단부에 바퀴 또는 회전부를 끼울 경우 잘 빠지지 않도록 된 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되고 모터축이 회전가능하게 결합된 서보모터와; 상기 케이싱의 내부에 수용되며 상기 서보모터의 모터축과 연결되어 서보모터의 회전수를 감속시키고 동시에 감속된 출력을 분할하는 분할감속부와; 상기 분할감속부에서 분할된 출력을 상기 케이싱의 외측으로 전달하는 복수의 출력축;을 포함하는 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 제공한다.

여기서 상기 케이싱의 상기 출력축 중 적어도 하나의 출력축은 상기 케이싱을 분리하지 않고 상기 분할감속부에서 탈부착이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 출력축은 단면이 십자형으로 이루어지고 단부측으로 갈수록 암의 높이가 줄어드는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체는 복수의 출력축을 구비하여 관절구조의 회동시 편하중이 작용하는 것을 방지함에 따라 적은 힘으로도 용이하게 관절을 회동시킬 수 있다.

아울러 본 발명에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체는 상기와 같이 복수의 출력축을 갖는 서보모터를 구비하여 적은 개수의 서보모터로도 다양한 형상을 갖는 조립형 완구를 구비할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체는 출력축을 탈부착이 가능하도록 구비하므로 일측에만 부하를 집중해야 할 경우에도 유용하게 사용할 수 있다.

아울러 본 발명에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체는 단부측으로 갈수록 암의 높이가 줄어들도록 하여 단부에 바퀴 또는 회전부를 끼울 경우 잘 빠지지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체의 기어의 조립상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체의 출력축을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체의 작동상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 복수의 출력축을 갖는 서보모터 조립체는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 수용되고 모터축(22)이 회전가능하게 결합된 서보모터(20)와, 상기 케이싱(10)의 내부에 수용되며 서보모터(20)의 모터축(22)과 연결되어 서보모터(20)의 회전수를 감속시키고 동시에 감속된 출력을 분할하는 분할감속부(30)와, 상기 분할감속부(30)에서 분할된 출력을 상기 케이싱의(10) 외측으로 전달하는 복수의 출력축(40)을 포함한다.

상기 케이싱(10)은 서버모터(20) 및 이 서보모터(22)가 고정되는 인쇄회로기판(24)이 설치되는 내부케이스(12)와, 상기 분할감속부(30)를 수용하는 상부케이스(14)와, 상기 인쇄회로기판(24)의 하부에 설치되는 하부케이스(16)로 이루어진다. 상기 내부케이스(12), 상부케이스(14) 및 하부케이스(16)는 조립 및 해체가 용이하도록 나사결합되는 것이 바람직하다.

서보모터(20)는 상기 케이싱(10)의 내부에 모터축(22)이 회전가능하도록 구비되며, 인쇄회로기판(24) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 상기 서보모터(20)는 인쇄회로기판(24)으로 인가된 전류에 의해 구동되며 상기 인쇄회로기판(24)에는 상기 서보모터(20)를 제어하기 위한 여러 가지 부품들이 장착되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 서보모터(20)의 제어를 위한 부품들은 당업자에게 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

분할감속부(30)는 상기 서보모터(20)의 모터축(22)과 연결되어 회전수를 감속시키고 동시에 출력을 분산하도록 구비된다. 상기 분할감속부(30)는 상기 모터축(22)에 형성된 제1기어(31)와, 이 제1기어(31)에 순차적으로 치합되는 제2기어(32), 제3기어(33), 제4기어(34) 및 제5기어(35)로 이루어진다. 상기 제2기어(32) 내지 제5기어(35)는 치합되는 선행기어의 원주속도가 후행하는 후행기어의 원주속도 보다 빠르게 구비되어 제2기어(32)에서 제5기어(35)로 동력이 전달될수록 회전수는 감속되고 토크는 증대된다.

출력축(40)은 상기 제5기어(35)의 중심축에 형성되면 일측으로 연장된 제1출력축(42)과, 상기 제1출력축(42)과 동심축으로 동력이 전달되는 제2출력축(44)이 형성된다. 상기 제2출력축(44)에는 탈부착이 가능하도록 커플링(46)이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 출력축(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 단면이 십자형으로 이루어지고 단부측으로 갈수록 암(40a)의 높이가 줄어드는 것이 바람직하다. 상기와 같이 출력축(40)이 단부측으로 갈수록 암(40a)의 높이가 줄어듦에 따라 단부에 바퀴 또는 회전부를 끼울 경우 잘 빠지지 않게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 출력축(40)을 갖는 서보모터 조립체는 서보모터(20)의 모터축(22)에서 발생한 회전력을 복수 개의 기어(31, 32, 33, 34, 35)를 이용하여 회전속도를 감속시키고, 양측으로 출력축(40)을 형성하므로 도 5에 도시된 바와 같은 조립형 완구(110)의 관절구조에 설치되어 연장부(112)의 회동시 편하중이 작용하는 것을 방지함에 따라 적은 힘으로도 연장부(112)을 용이하게 관절을 회동시킬 수 있다. 아울러 상기 출력축(40)을 필요에 따라 탈부착이 가능하도록 구비하므로 일측에만 부하를 집중해야 할 경우에도 유용하게 사용할 수 있다.

10 : 케이싱 12 : 내부케이스
14 : 상부케이스 16 : 하부케이스
20 : 서보모터 22 : 모터축
30 : 분할감속부 31 : 제1기어
32 : 제2기어 33 : 제3기어
34 : 제4기어 35 : 제5기어
40 : 출력축 40a : 암
42 : 제1출력축 44 : 제2출력축
46 : 커플링
100 : 서보모터 조립체 110 : 조립형 완구
112 : 연장부

Claims (3)

1. 케이싱과;
   상기 케이싱의 내부에 수용되고 모터축이 회전가능하게 결합된 서보모터와;
   상기 케이싱의 내부에 수용되며 상기 서보모터의 모터축과 연결되어 서보모터의 회전수를 감속시키고 동시에 감속된 출력을 분할하는 분할감속부와;
   상기 분할감속부에서 분할된 출력을 상기 케이싱의 외측으로 전달하는 복수의 출력축을 포함하고,
   상기 출력축은 단면이 십자형으로 이루어지고 단부측으로 갈수록 암의 높이가 줄어드는 것을 특징으로 하는 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱의 상기 출력축 중 적어도 하나의 출력축은 상기 케이싱을 분리하지 않고 상기 분할감속부에서 탈부착이 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 복수의 동심 출력축을 갖는 서보모터 조립체.
   
3. 삭제

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