KR101319317B1

KR101319317B1 - 유성기어부를 사용한 액츄에이터

Info

Publication number: KR101319317B1
Application number: KR1020120011531A
Authority: KR
Inventors: 최윤; 양현기
Original assignee: 주식회사 모아텍
Priority date: 2012-02-04
Filing date: 2012-02-04
Publication date: 2013-10-16
Also published as: KR20130090436A

Abstract

본 발명은 모터를 구동원으로 하고 감속기어부가 구비된 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 모터에 결합되는 상기 감속기어부에 대하여 제1선기어, 제1유성기어부, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어 및 제1링기어를 포함하여 구성된 제1기어부와; 상기 제1캐리어의 중심축에 고정 결합된 제2선기어와, 제2유성기어부와, 상기 제2유성기어부의 회전을 지지하는 제2캐리어와, 제2링기어를 포함하여 구성된 제2 기어부;로 구성되게 하여 액츄에이터의 높이 방향의 크기를 최대한 축소하여 소형화하고 동작의 안정성을 향상시킨 유성기어부를 사용한 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

유성기어부를 사용한 액츄에이터{Actuator Using Planetary Gear}

본 발명은 모터를 구동원으로 하고 감속기어부가 구비된 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 모터에 결합되는 상기 감속기어부에 대하여 제1선기어, 제1유성기어부, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어 및 제1링기어를 포함하여 구성된 제1기어부와; 상기 제1캐리어의 중심축에 고정 결합된 제2선기어와, 제2유성기어부와, 상기 제2유성기어부의 회전을 지지하는 제2캐리어와, 제2링기어를 포함하여 구성된 제2 기어부;로 구성되어 액츄에이터의 높이 방향의 크기를 최대한 축소하여 소형화하고 동작의 안정성을 향상시킨 유성기어부를 사용한 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 모터를 구동원으로 하는 액츄에이터는 전자기기, 의료기기 등 많은 기술분야에 사용되고 있고 소형화, 경량화 동작의 안정성 등이 요구되고 있다.

상기 모터를 구동원으로 하는 액츄에이터는 상기 모터의 회전축에 감속기어부를 결합한 감속기어부가 구비된 액츄에이터가 있는데, 상기 감속기어부는 다수의 평기어를 다단으로 적층하여 구성한 것도 있으나, 유성기어부를 사용한 것도 있다.

본 발명과 관련된 액츄에이터는 유성기어부를 사용한 액츄에이터로서, 상기 감속기어부가 다수개의 유성기어로 된 유성기어부와, 상기 유성기어부의 중앙 즉 상기 유성기어부의 회전의 중심에 위치하는 선기어(sun gear), 상기 유성기어부의 외주연 기어치와 결합되는 링기어 등으로 구성된 기어부를 다단으로 적층하여 이것들을 케이스내에 수납되어 있다.

이와 같은 종래의 유성기어부를 사용한 액츄에이터는 액츄에이터의 반경 방향 크기보다는 높이 방향의 크기가 큰 긴 원통 형상의 구조로 되었다.

그러나, 높이가 협소한 공간에서 큰 출력을 얻고자 할 때 유성기어부를 사용한 액츄에이터의 적용이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 모터를 구동원으로 하고 감속기어부가 구비된 액츄에이터에서 상기 감속기어부에 대하여 제1선기어, 제1유성기어부, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어 및 제1링기어를 포함하여 구성된 제1기어부와; 상기 제1캐리어의 중심축에 고정 결합된 제2선기어와, 제2유성기어부와, 상기 제2유성기어부의 회전을 지지하는 제2캐리어와, 제2링기어를 포함하여 구성된 제2 기어부;로 구성되게 함으로써, 액츄에이터의 높이 방향의 크기가 최대한 축소되어 소형화되고 동작의 안정성이 향상된 유성기어부를 사용한 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유성기어부를 사용한 액츄에이터는 모터와, 상기 모터에 결합되는 감속기어부과, 상기 모터 및 감속기어부를 보호 커버하는 케이스를 포함하여 액츄에이터에 있어서, 상기 감속기어부는, 상기 모터의 회전축에 결합 설치된 제1선기어와, 상기 제1선기어의 외곽에 치합 설치된 제1유성기어부와, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어와, 상기 제1유성기어부와 상기 제1캐리어의 회전을 지지하는 제1링기어를 포함하여 구성된 제1 기어부와; 상기 제1캐리어의 중심축에 고정 결합된 제2선기어와, 상기 제2선기어의 외곽에 치차 결합된 제2유성기어부와, 상기 제2유성기어부의 회전을 지지하는 제2캐리어와, 상기 제2 유성기어부의 운동에 따라 회전하는 제2링기어와, 상기 제2캐리어에 설치되어 상기 제2링기어의 회전을 지지하는 베어링을 포함하여 구성된 제2 기어부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어가 박형으로 제작되고, 상기 제1유성기어부의 중심에 압입 고정된 제1 기어축이 상기 제1캐리어의 일측에 고정 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제1캐리어와 결합되어 상기 제1캐리어를 상기 제1링기어에 고정하는 제 1베어링을 더 구비하고, 상기 제1베어링은 상기 제2선기어와 결합하여 상기 제1링기어에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제1캐리어와 상기 제2선기어가 별도의 부품으로 구성되어 고정 결합되고, 상기 제1캐리어와 제2선기어가 결합되는 부위에 회전 방지용 홈 또는 회전방지용 돌출부가 형성되어 견고히 고정 결합되게 하거나, 상기 제1캐리어와 제2선기어가 결합되는 부위에 코킹, 용접, 본딩 중 어느 하나의 방법을 사용하여 견고히 고정 결합되게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제1링기어에 상기 제2유성기어 및 상기 제2 캐리어의 위치를 지지하기 위한 결합홈 또는 결합돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 유성기어 액츄에이터는 모터를 구동원으로 하고 감속기어부가 구비된 액츄에이터에서 상기 감속기어부에 대하여 제1선기어, 제1유성기어부, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어 및 제1링기어를 포함하여 구성된 제1기어부와 제2기어부를 적층하여 배치하되 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어를 박형으로 형성하게 함으로써, 상기 액츄에이터의 높이를 현저하게 축소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 기어부 및 제2기어부에서 각 캐리어와 링기어 사이에는 베어링을 설치함으로써 반경 방향 충격이나 하중에도 안정적인 운전을 할 수 있도록 하여 큰 출력을 요구하며 운전 중 반경 방향의 하중이 빈번한 운전 환경에서도 안정적인 운전을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제1링기어에 제2유성기어 및 제2캐리어를 고정하기 위한 결합홈 또는 결합돌출부를 형성하게 하여 별도의 추가 부재 없이 제1 기어부와 제2 기어부의 부품을 지지 결합할 수 있어 액츄에이터의 크기를 보다 축소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유성기어부를 사용한 액츄에이터의 분해 사시도
도 2는 본 발명에서 제1 기어부에 대한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 유성기어부를 사용한 액츄에이터의 전체 단면도

이하, 본 발명에 따른 유성기어부를 사용한 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 유성기어부를 사용한 액츄에이터는 모터(10)를 구동원으로 하고 감속기어부가 구비된 액츄에이터에 관한 것으로서, 도면에 기재된 바와 같이 모터(10)와, 상기 모터(10)에 결합되는 감속기어부과, 상기 모터(10) 및 감속기어부를 보호 커버하는 케이스(20) 등으로 구성되어 있다.

상기 모터는 일반적인 BLDC(Brushless DC)모터로서, 코어가 형성되어 외부전원 인가에 의하여 전자기력을 발생하는 스테이터와 상기 스테이터의 내주면에 배치되어 일정 간극을 두고 상기 스테이터의 전자기력에 의하여 회전하여 로터와 상기 로터의 회전중심이 되는 회전축(12)와 상기 회전축(12)의 회전을 지지하는 베어링 등을 포함한다. 또한, 상기 모터(10)는 상기 모터(10)를 외부 부품 또는 다른 기계 기구에 조립될 수 있게 하는 모터 플레이트(11)가 설치된다.

상기 감속기어부는, 크게 제1 기어부와 제 2기어부로 구성되는데, 상기 제1 기어부는 상기 모터(10)의 회전축(12)에 결합 설치된 제1선기어(31)와, 상기 제1선기어(31)의 외곽에 치합 설치된 제1유성기어부(32)와, 상기 제1유성기어부(32)의 회전을 지지하는 제1캐리어(33)와, 상기 제1유성기어부(32)와 상기 제1캐리어(33)의 회전을 지지하는 제1링기어(34) 등을 포함하고 있고, 상기 제2 기어부는 상기 제1캐리어(33)의 중심축에 고정 결합된 제2선기어(41)와, 상기 제2선기어(41)의 외곽에 치차 결합된 제2유성기어부(42)와, 상기 제2유성기어부(42)의 회전을 지지하는 제2캐리어(43)와, 상기 제2 유성기어부(42)의 운동에 따라 회전하는 제2링기어(44)를 포함하고 있다.

상기 제1유성기어부(32)의 회전을 지지하는 제1캐리어(33)는 박형으로 제작되고, 상기 제1유성기어부(32)의 중심에 압입 고정된 제1 기어축(35)이 상기 제1캐리어(33)의 일측에 고정 결합되게 함으로써 상기 제1 기어부의 높이를 감소시킬 수 있게 된다.

상기 제1 캐리어(33)에는 상기 제1 링기어(34)와 동축을 유지시키고 위치를 고정할 수 있도록 고정된 제1 베어링(37)에 제2 선기어(41)를 압입하거나 코킹, 용접, 본딩 등의 방법을 통하여 고정하게 하여 각 부품이 조립된 상태에서 높이를 감소시키고, 반경 방향의 하중에도 상기 제1유성기어부(32)가 정위치를 유지할 수 있도록 구성한다. 즉, 제 1베어링(37)을 구비하여 상기 제1캐리어(33)와 결합하여 상기 제1캐리어(33)를 상기 제1링기어(34)에 고정하도록 하고, 상기 제1베어링(37)이 상기 제2선기어(41)와 결합하여 상기 제1링기어(34)에 고정된다.

또한, 상기 제1링기어(34)의 상측면에는 제2 캐리어(43)와 제2 유성기어부(42)의 제2 기어축(45)을 조립할 수 있도록 조립 구멍 또는 단차 등을 설치하여 전체적인 높이를 감소시킨다.

또한, 제2 캐리어(43)에는 베어링 수납부를 설치하여, 상기 베어링 수납부에 제2베어링(47)을 압입하여 고정하거나 베어링 조립 후 본딩, 융착, 코킹 등의 방법을 이용하여 고정한 후, 상기 제2베어링(47)에 제2 링기어(44)를 고정하여 상기 제2 링기어(44)가 회전하여 출력이 발생할 수 있도록 설치하여 외부 출력의 단면적을 넓게 하고 상기 제2캐리어(43)에 조립/고정된 제2 베어링(47)을 통하여 외부 충격에도 기어부의 손상 없이 안정적인 운전이 가능하도록 한다. 상기 제2링기어(44)의 중심부에는 상기 제2링기어(44)를 지지하기 위하여 원통형상의 링기어 서포터(46)가 구비되고 상기 링기어 서포터(46)의 외주면에는 상기 제2베어링(47)이 설치되어 있다. 상기 링기어 서포터(46)가 상기 제2링기어(44)에 용이하게 고정 결합되게 하기 위하여 스냅링(48) 및 와셔(49)를 구비한다.

또한, 제1선기어(31)는 모터(10)의 회전축(12)에 압입되어 고정되고, 제1 선기어(31)의 주위에는 제1유성기어부(32)가 위치하여 회전하고, 제1유성기어부(32)는 박형으로 제작된 제1캐리어(33)에 일측만 고정된 제1기어축(35)에 의하여 회전이 지지되므로 기어의 조립 높이를 감소시킬 수 있다. 이때 상기 제1기어축(35)의 타측면에는 스냅링(36)을 조립하여 제1유성기어부(32)의 이탈을 방지한다.

상기 제1캐리어(33)와 상기 제2선기어(41)가 별도의 부품으로 구성되어 고정 결합되고, 상기 제1캐리어(33)와 제2선기어(41)가 결합되는 부위에 회전 방지용 홈 또는 회전방지용 돌출부가 형성되어 상기 제1캐리어(33)에 상기 제2선기어(41)를 견고히 고정 결합되게 하거나, 상기 제1캐리어(33)와 제2선기어(41)가 결합되는 부위에 코킹, 용접, 본딩 중 어느 하나의 방법을 사용하여 견고히 고정 결합되게 한다.

상기 제1캐리어(33)는 상기 제2선기어(41) 및 제1베어링(37)과 결합되어 제1링기어(34)에 고정된다.

제1링기어(34)에는 제2캐리어(43) 및 제2유성기어부(42)를 고정하기 위한 결합돌출부(34a) 또는/및 결합홈(34b)가 형성되어 별도의 추가 부재 없이 상기 제2캐리어(43) 및 제2유성기어부(42)를 지지할 수 있도록 구성되므로 액츄에이터의 사이즈 감소에 도움을 준다.

또한 제2캐리어(43)에는 제2베어링(47)이 고정되어 제2링기어(44)의 회전을 지지하도록 설치되므로 반경 방향의 부하에도 유성기어의 위치가 변하지 않고 고정되게 되어 빈번한 반경 방향의 하중에 대해서도 안정적인 운전을 할 수 있도록 하는 이점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 모터 11: 모터 플레이트
12: 회전축 20: 케이스
31: 제1 선기어 32: 제1 유성기어부
33: 제1 캐리어 34: 제1링기어
34a: 결합돌출부 34b: 결합홈
35: 제1기어축 36: 스냅링
37: 제1베어링 41: 제1선기어
42: 제2유성기어부 43: 제2 캐리어
44: 제2링기어 45: 제2기어축
46: 링기어 서포터 47: 제2베어링
48: 스냅링 49: 와셔

Claims

모터와, 상기 모터에 결합되는 감속기어부과, 상기 모터 및 감속기어부를 보호 커버하는 케이스를 포함하여 액츄에이터에 있어서,
상기 감속기어부는,
상기 모터의 회전축에 결합 설치된 제1선기어와, 상기 제1선기어의 외곽에 치합 설치된 제1유성기어부와, 상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어와, 상기 제1유성기어부와 상기 제1캐리어의 회전을 지지하는 제1링기어를 포함하여 구성된 제1 기어부와;
상기 제1캐리어의 중심축에 고정 결합된 제2선기어와, 상기 제2선기어의 외곽에 치차 결합된 제2유성기어부와, 상기 제2유성기어부의 회전을 지지하는 제2캐리어와, 상기 제2 유성기어부의 운동에 따라 회전하는 제2링기어와, 상기 제2캐리어에 설치되어 상기 제2링기어의 회전을 지지하는 베어링을 포함하여 구성된 제2 기어부;로 구성된 것
을 특징으로 하는 유성기어부를 사용한 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1유성기어부의 회전을 지지하는 제1캐리어는 박형으로 제작되고, 상기 제1유성기어부의 중심에 압입 고정된 제1 기어축이 상기 제1캐리어의 일측에 고정 결합된 것
을 특징으로 하는 유성기어부를 사용한 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1캐리어와 결합되어 상기 제1캐리어를 상기 제1링기어에 고정하는 제 1베어링을 더 구비하고, 상기 제1베어링은 상기 제2선기어와 결합하여 상기 제1링기어에 고정되는 것
을 특징으로 하는 유성기어부를 사용한 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1캐리어와 상기 제2선기어는 별도의 부품으로 구성되어 고정 결합되고, 상기 제1캐리어와 제2선기어가 결합되는 부위에 회전 방지용 홈 또는 회전방지용 돌출부가 형성되어 견고히 고정 결합되게 하거나, 상기 제1캐리어와 제2선기어가 결합되는 부위에 코킹, 용접, 본딩 중 어느 하나의 방법을 사용하여 견고히 고정 결합되게 한 것
을 특징으로 하는 유성기어부를 사용한 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1링기어에는 상기 제2유성기어 및 상기 제2 캐리어의 위치를 지지하기 위한 결합홈 또는 결합돌출부가 형성된 것
을 특징으로 하는 유성기어부를 사용한 액츄에이터.
삭제