KR101515682B1 - 개폐모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 개폐모터는, 케이싱과, 상기 케이싱내에 수납되며 회전되는 모터부와, 상기 모터부의 하부에 결합되는 돌출결합부가 일측에 형성되고 타측에는 편심캠축이 돌출형성된 편심캠 기어축과, 상기 모터부와 결합되어 상기 모터부의 회전자코어와 동일하게 회전되는 모터축과, 상기 모터축의 하부에 배치되며 상기 편심캠 기어축의 편심캠축이 삽입되는 편심축공이 형성되고 외면에는 소정의 기어이빨이 형성된 편심회전기어와, 상기 편심회전기어와 맞물리는 기어이빨이 상부의 내측에 형성된 내측기어가 형성되고 하부에는 돌출된 축부에 피니언이 설치된 감속회전기어본체를 포함하게 구성되어, 원하는 감속비를 얻기 위하여 다단의 기어를 사용하지 않고 감속회전기어본체의 내측에 형성된 내측기어와 맞물리게 편심회전기어를 배치하여 설치되는 기어의 높이가 줄어들게 되고 또한 편심회전기어의 기어이빨의 갯수를 조절하여 감속비를 조절할 수 있게 되어 감속비를 용이하게 조절할 수 있게 되어 발휘할 힘을 용이하게 조절할 수가 있으면서도 그 크기가 크게 줄어들게 되어 작은 설치공간에도 설치할 수가 있게 되고 제조가 간단하게 되어 제조가가 절감되는 것이 가능하다.

Description

개폐모터{ A open and shut motor }

본 발명은 개폐모터에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 모터축과 함께 회전되는 감속회전기어본체의 내측에 형성된 내측기어와 맞물리게 편심회전기어가 회전되게 설치되어 동일한 힘을 내는 모터에 비하여 그 크기가 획기적으로 작아지게 되어 설치공간이 크게 감소되어 설치가 용이하게 되는 것은 물론이고 사용되는 기어의 수가 크게 감소되어 제조가 월등하게 용이하게 되고 제조가가 절감되고 원하는 비율로의 감속도 용이하게 수행할 수가 있게 되어 사용이 편리한 개폐모터에 관한 것이다.

일반적으로, 개폐모터의 일종류로 사용되는 자동차의 선루프의 개폐에 사용되는 종래의 차량용 모터 어셈블리는, 도 1에 도시된 바와 같이, 구동모터(1)의 선단부에 웜기어(2)가 설치되고 상기 웜기어(2)에 맞물리게 웜휠(3)이 설치되고 상기 웜휠(3)의 하부에 피니언(4)이 배치되고 상기 피니언(4)이 와이어(5)의 래크(51)에 맞물리어 모터(1)가 구동되면 피니언(4)이 구동되어 와이어(5)가 작동되면서 선루프(7)가 작동되는 구성을 갖는다.

따라서, 종래의 차량용 모터 어셈블리는 웜기어(2)에 웜휠(3)이 맞물리는 구조이므로 웜기어(2)와 웜휠(3)사이에 마찰열이 발생되어 구동모터(1)의 효율이 저하되게 되는 것은 물론이고 웜기어(2)와 웜휠(3)과의 맞물리는 구조에 의하여 길게 연장형성된 웜기어(2)에 축간변형이 발생되어 더욱 효율이 저하되게 되고 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 웜기어(2)와 웜휠(3)간의 마찰력이 많게 되어 마모가 심하게 되어 내구수명이 저하되게 되게 되어 수명이 짧아지며, 또한, 설치시에 이러한 차량용 모터 어셈블리를 낙하시킬 경우에는 구동모터(1)가 길어서 모터의 부품이 손상될 위험이 크게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 선루프 작동용 모터 어셈블리는, 도 1c 에 도시된 바와 같이, 웜휠(3)의 저면에 콘트롤러(6)와 커버(8)가 배치되고 차량용 모터 어셈블리의 사이에 차량의 내외장재(9)가 부착되게 되므로 차량에의 설치시에 그 높이(H)가 높게 되어 작은 차량에도 넓은 공간을 제공하는 현재의 개념에 상반되는 효과가 제공되어 결과적으로 선루프 작동용 모터 어셈블리의 높이(H)만큼의 실내의 공간이 줄어들게 되어 차량의 실내공간이 줄어들게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 직구동방식의 BLDC형 차량용 모터 어셈블리는, 도 2a,2b에 도시된 바와 같이, BLDC형 구동모터(10)와, 상기 구동모터(10)의 구동축(11)의 일단부에 부착고정된 피니언(12)과, 상기 피니언(12)에 맞물리며 가동되는 피동휠(13)과, 상기 피동휠(13)의 중앙에 설치된 회전축(14)에 설치된 와이어가동피니언(15)을 포함하는 구조가 특허로 제안된 바가 있으나, 상기의 특허에서는 감소기어로 감속비를 증가 또는 감소시키기 위해서는 기어의 잇수를 늘리거나 줄이거나 하여야 하며 여러 단을 이루면서 기어가 치합되어야 하므로 높이가 높아지고 부피가 크게 되어 설치공간이 많이 소요되고 동력의 많은 부분이 마찰열로 소진되므로 출력이 낮아지게 되고 기어의 치합이 잘되지 않아 고장이 발생되는 문제점이 있었다.

즉, 상기의 특허에서는 감속비를 30:1로 할 경우에는 1단에서 3.5:1로 4개의 기어가 설치되고, 2단에서 7:1로 4개의 기어가 설치되고, 3단에서 21:1의 4개의 기어가 설치되어야 하므로, 그 부피가 크게 되고 길이도 길어지게 되는 것은 물론이고 기어가 많이 소요되므로 소음이 발생 되게 되는 문제점이 있으며, 특히 이러한 기어들이 작은 공간내에서 사용되므로 이빨이 작은 것을 사용하여야 하므로 가공이 어렵고 고장이 잦게 발생되는 여러 가지의 문제점이 있게 되는 것이다.

대한민국 특허등록번호 10-1101549,

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원하는 감속비를 얻기 위하여 다단의 기어를 사용하지 않고 감속회전기어본체의 내측에 형성된 내측기어와 맞물리게 편심회전기어를 배치하여 기어의 단수를 축소시켜 높이를 낮추고 편심회전기어의 이빨수를 조절하는 것으로 감속비를 용이하게 조절할 수 있게 되어 그 크기가 크게 줄어들게 되어 작은 설치공간에도 설치할 수가 있게 되고 제조가 간단하게 되어 제조가가 절감되는 것이 가능한 개폐모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 편심캠으로 작동되는 구조를 가지므로 소음의 발생이 극히 작게 되어 정숙한 작동을 수행하는 것이 가능한 개폐모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 케이싱과, 상기 케이싱내에 수납되며 회전되는 모터부와, 상기 모터부의 하부에 결합되는 돌출결합부가 일측에 형성되고 타측에는 편심캠축이 돌출형성된 편심캠 기어축과, 상기 모터부와 결합되어 상기 모터부의 회전자코어와 동일하게 회전되는 모터축과, 상기 모터축의 하부에 배치되며 상기 편심캠 기어축의 편심캠축이 삽입되는 편심축공이 형성되고 외면에는 소정의 기어이빨이 형성된 편심회전기어와, 상기 편심회전기어와 맞물리는 기어이빨이 상부의 내측에 형성된 내측기어가 형성되고 하부에는 돌출된 축부에 피니언이 설치된 감속회전기어본체를 포함하는 본 발명에 따른 개폐모터에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 개폐모터는, 케이싱과, 상기 케이싱내에 수납되며 회전되는 모터부와, 상기 모터부의 하부에 결합되는 돌출결합부가 일측에 형성되고 타측에는 편심캠축이 돌출형성된 편심캠 기어축과, 상기 모터부와 결합되어 상기 모터부의 회전자코어와 동일하게 회전되는 모터축과, 상기 모터축의 하부에 배치되며 상기 편심캠 기어축의 편심캠축이 삽입되는 편심축공이 형성되고 외면에는 소정의 기어이빨이 형성된 편심회전기어와, 상기 편심회전기어와 맞물리는 기어이빨이 상부의 내측에 형성된 내측기어가 형성되고 하부에는 돌출된 축부에 피니언이 설치된 감속회전기어본체를 포함하게 구성되어, 원하는 감속비를 얻기 위하여 다단의 기어를 사용하지 않고 감속회전기어본체의 내측에 형성된 내측기어와 맞물리게 편심회전기어를 배치하여 설치되는 기어의 높이가 줄어들게 되고 또한 편심회전기어의 기어이빨의 갯수를 조절하여 감속비를 조절할 수 있게 되어 감속비를 용이하게 조절할 수 있게 되어 발휘할 힘을 용이하게 조절할 수가 있으면서도 그 크기가 크게 줄어들게 되어 작은 설치공간에도 설치할 수가 있게 되고 제조가 간단하게 되어 제조가가 절감되는 것이 가능하다는 우수한 효과가 있다.

도 1a,1b,1c는 종래의 개폐모터의 분해 사시도, 사시도, 종단면도
도 2a,2b는 종래의 개폐모터의 상부 덮개가 벗겨진 상태의 사시도와 상하부 덮개가 벗겨진 상태의 정면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터의 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터의 분해사시도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터의 개략적인 종단면도
도 6a, 6b, 6c은 본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터의 감속작동이 순차적으로 도시된 평면도

본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터(A)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이싱(30)과, 상기 케이싱(30)내에 수납되며 회전되는 모터부(40)와, 상기 모터부(40)의 하부에 결합되는 돌출결합부(51)가 일측에 형성되고 타측에는 편심캠축(52)이 돌출형성된 편심캠 기어축(50)과, 상기 모터부(40)와 결합되어 상기 모터부(40)의 회전자코어(41)와 동일하게 회전되는 모터축(60)과, 상기 모터축(60)의 하부에 배치되며 상기 편심캠 기어축(50)의 편심캠축(52)이 삽입되는 편심축공(71)이 형성되고 외면에는 소정의 기어이빨부(72)가 형성된 편심회전기어(70)와, 상기 편심회전기어(70)와 맞물리는 기어이빨이 상부의 내측에 형성된 내측기어(81)가 형성되고 하부에는 돌출된 돌출축부(82)에 피니언(83)이 설치된 감속회전기어본체(80)를 포함한다.

본 실시예에서 도면을 기준으로, 상기 케이싱(30)은 하방으로 개방되게 형성되고 모터부(40)와, 편심캠 기어축(50)과 모터축(60)이 삽입되는 설치공간부(31)가 형성되어 있다.

상기 모터부(40)는 외측에 코일부(42)가 배치되고 상기 코일부(42)의 내측으로 영구자석(43)이 배치되고 상기 영구자석(43)의 내측에 회전자코어(41)가 배치되어, 전원이 인가되면 상기 회전자코어(41)가 회전되는 구조이다.

상기 모터부(40)의 코일부(42)의 상하에는 절연체(44)가 배치되어 상기 케이싱(30)과 절연상태가 유지된다.

상기 편심캠 기어축(50)의 상기 돌출결합부(51)는 모터부(40)의 개방된 저면에 삽입되게 결합되고, 상기 모터부(40)의 회전자코어(41)의 회전시에 회전되는 모터축(60)의 후술되는 균형캠(63)의 회전을 위하여 볼록하게 돌출되게 형성되어 있고, 하부에는 편심캠축(52)이 형성되어 편심베어링(53)이 지지되게 되어 있다.

본 실시예에서 상기 편심캠 기어축(50)에는 3개의 편심캠축(52)이 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 그 수가 증감될 수가 있을 것이며, 상기 각 편심캠축(52)상에는 편심베어링(53)이 삽입되어 있어, 상기 편심베어링(53)이 상기 편심회전기어(70)의 편심회동시에 상기 편심회전기어(70)의 편심축공(71)에 삽입되어 편심작동되게 되면서 편심회전기어(70)를 지지하게 되어 있다.

상기 모터축(60)은 모터부(40)의 회전자코어(41)의 중앙에 형성된 축공(41b)에 삽입되어 회전자코어(41)와 일체로 회전된다. 상기 모터축(60)의 상하에는 베어링(61,61)에 의하여 지지되며, 상기 모터축(60)의 하부에는 측방으로 연장된 회전원판(62)이 형성되고, 상기 회전원판(62)의 일부에는 상방으로 돌출된 균형캠(63)이 형성되어 있다. 상기 균형캠(63)은 상기 편심회전기어(70)의 회전시에 편심캠축(52)에 설치된 편심베어링(53)이 편심으로 치합되는 과정에서 밸런스를 유지하기 위한 것으로, 상기 편심베어링(53)이 치합되는 위치에 편심되게 위치될 때에 반대측에 배치되게 되어 균형을 잡아주게 설치되어 소음이 방지되고 힘이 쏠리는 것이 방지되어 내구수명이 연장되는 효과가 있으며, 이러한 작동은 이후에 설명된다.

상기 모터축(60)의 편심회전기어(70)의 편심중앙공(73)에 배치되는 하부모터축(60a)은 중앙선(S1)에서 일측으로 이격되어 S2가 편심중앙선이 되게 편심되는 상태로 형성되어 있다.

본 실시예에서, 상기 편심회전기어(70)의 내측에는 3개의 편심축공(71)이 형성되고, 상기 편심축공(71)내에는 편심베어링(53)이 끼워진 상기 편심캠 기어축(50)의 편심캠축(52)이 삽입되어 있으며, 상기 편심축공(71)은 편심베어링(53)이 편심작동이 되도록 편심베어링(53)으로 지지되게 형성되어 있다.

상기 편심회전기어(70)의 외주면에는 연속된 기어이빨부(72)가 형성되어 있으며, 상기 기어의 치형은 인볼류트치형이나 사이클로드치형의 어느 것이나 가능하다고 할 것이다. 상기 편심회전기어(70)의 중앙에 형성된 편심중앙공(73)은 편심회전기어(70)의 중앙에 위치되나 모터축(60)의 하부모터축(60a)이 편심중앙선(S2)상에 위치되므로, 편심회전기어(70)는 편심되는 상태로 고정되게 되는 것이다.

상기 감속회전기어본체(80)는 상기 편심회전기어(70)가 내측에 배치되어 서로 치합되게 상부의 내측에는 내측기어(81)가 형성되고 하부에는 돌출된 돌출축부(82)에 피니언(83)이 설치되어 있으며, 상기 내측기어(81)는 상기 편심회전기어(70)의 기어이빨부(72)의 치형과 동일하게 작동되게 맞는 치형을 갖으며, 상기 편심회전기어(70)의 1회전시에 상기 내측기어(81)는 1개의 기어이빨(81a)이 회전하게 되므로 이러한 비율로 감속이 이루어지게 되므로, 편심회전기어(70)의 기어이빨부(72)의 기어이빨(72a)의 수를 증감시켜서 감속비율을 조절할 수가 있게 되는 것이다.

미설명 부호 95는 PCB 기판으로서 모터부(40)의 작동을 제어하기 위하여 설치되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 개폐모터(A)의 작동이 이하에 상세히 기술된다.

개폐모터(A)를 구동시키고자, 모터부(40)에 전기가 온으로 되게 되면, 회전자코어(41)가 회전되면서 모터축(60)이 회전되므로 하부모터축(60a)이 회전되면서 편심회전기어(70)가 편심회전되면서 회전되게 작동된다.

이와 같이 편심캠축(52)에 맞물린 편심회전기어(70)가 작동되게 되면서 편심회전기어(70)의 1회전시에 편심회전기어(70)와 맞물린 감속회전기어본체(80)의 내측기어(81)가 1개의 기어이빨(81a)이 회전하게 되므로 감속회전기어본체(80)의 하부에 돌출형성된 피니언(83)도 미세하게 움직이면서 감속이 실현되게 되는 것이다.

이와 같은 감속작동에 대한 설명을 구체적으로 하게 되면, 도 6a, 6b, 6c, 6d에 도시된 바와 같이, 편심회전기어(70)가 모터축(60)의 하부에 일측으로 편심되게 형성된 하부모터축(60a)에 고정된 상태에서 상기 감속회전기어본체(80)의 내측에 형성된 내측기어(81)에 편심되게 일측의 기어이빨(72a) 1개만 맞물린 상태로 고정되므로 상기 하부모터축(60a)을 중심으로 상기 하부모터축(60a)과 동시에 편심되게 회전하게 되어 상기 편심회전기어(70)는 감속회전기어본체(80)의 내측기어(81)와 일측의 1개의 기어이빨(72a)만 맞물린 상태로 내측기어(81)의 내주면을 따라 편심되게 회전하게 되어 편심회전기어(70)의 1회전시 상기 편심회전기어(70)의 일측의 기어이빨(72a)과 맞물리는 감속회전기어본체(80)의 내측에 형성된 내측기어(81)의 기어이빨(81a)은 1개 이므로 편심회전기어(70)의 1회전시 감속회전기어본체(80)의 내측기어(81)는 1개의 기어이빨(81a) 만큼만 회전하게 되어 편심회전기어(70)의 회전에 비례해서 감속회전기어본체(80)의 내측기어(81)의 회전이 감속되게 되는 것이다.

이와 같이 편심회전기어(70)가 편심캠축(52)에 의하여 지지되면서 편심회전이 되고, 편심회전기어(70)의 기어이빨부(72)의 기어이빨(72a)이 내측기어(81)의 기어이빨(81a)에 접하여 내측기어(81)의 접한 기어이빨(81a)을 이동시킬 때에 가장 편심되게 위치되어 불안정하게 되고, 이를 상쇄시키기 위하여 모터축(60)의 상기 회전원판(62)의 일부에는 상방으로 돌출된 균형캠(63)이 균형을 유지하기 위하여 편심된 위치의 반대방향에 배치되게 되어 균형을 잡아주게 되므로 편심회전기어(70)는 균형을 유지한 상태로 정숙한 회전이 이루어지게 되어, 결국은 균형을 잡아주게 설치되어 소음이 방지되고 힘이 쏠리는 것이 방지되어 내구수명이 연장되게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 개폐모터(A)는 감속회전기어본체(80)의 상부의 내측에 형성된 내측기어(81)와 편심회전기어(70)가 맞물리게 설치되어 있으므로 감속을 위한 기어가 1단으로 설치되면 되므로 설치공간이 대폭적으로 줄어들게 되는 것은 물론이고 편심회전기어(70)의 기어이빨수를 증감시켜 감속비를 조절할 수가 있게 되므로 감속비의 조절이 용이하게 수행될 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 개폐모터는 일반적인 모터의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

30. 케이싱 40. 모터부 50. 편심캠 기어축
60. 모터축 70. 편심회전기어
80. 감속회전기어본체

Claims (5)

1. 개폐모터(A)에 있어서,
   상기 개폐모터(A)는, 케이싱(30)과,
   상기 케이싱(30)내에 수납되며 회전되는 모터부(40)와,
   상기 모터부(40)의 하부에 결합되는 돌출결합부(51)가 일측에 형성되고 타측에는 편심캠축(52)이 돌출형성된 편심캠 기어축(50)과,
   상기 모터부(40)와 결합되어 상기 모터부(40)의 회전자코어(41)와 동일하게 회전되면서, 그 중간에는 측방으로 연장된 회전원판(62)이 형성되고 상기 회전원판(62)의 일부에는 상방으로 돌출된 균형캠(63)이 형성되고, 그 하부로 편심회전기어(70)의 편심중앙공(73)에 배치되는 하부모터축(60a)은 중앙선(S1)에서 일측으로 이격되어 편심되게 편심중앙선(S2)을 갖게 형성되어 있는 모터축(60)과,
   상기 모터축(60)의 하부에 배치되고, 편심베어링(53)이 끼워진 상기 편심캠 기어축(50)의 편심캠축(52)이 삽입되어 상기 편심베어링(53)이 편심작동이 되도록 편심베어링(53)으로 지지되는 복수의 편심축공(71)이 형성되고, 외주면에는 연속된 기어이빨부(72)가 형성되며, 중앙에는 상기 모터축(60)이 삽입되는 편심중앙공(73)이 형성되면서 상기 편심중앙공(73)은 모터축(60)의 하부모터축(60a)이 편심중앙선(S2)상에 위치되므로, 편심되는 상태로 고정되어 있는 편심회전기어(70)와,
   상기 편심회전기어(70)와 맞물리는 기어이빨이 상부의 내측에 형성된 내측기어(81)가 형성되고 하부에는 돌출된 돌출축부(82)에 피니언(83)이 설치된 감속회전기어본체(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐모터.
   
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