KR101786197B1 - 감속기 일체형 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 및 감속기의 적어도 일부 구성이 하우징에 함께 장착될 수 있도록 구성함으로써 그 조립구조가 매우 단순하여 재료비 내지 중량 등을 대폭 절감할 수 있는 감속기가 일체형으로 부착된 모터에 관한 것이다.
본 발명에 의한 감속기 일체형 모터는, 회전가능한 구동축을 가진 모터유닛; 상기 모터유닛에 인접하여 연결되고, 상기 구동축에 의해 회전하는 출력축을 가진 감속유닛; 상기 모터유닛 및 상기 감속유닛이 장착되는 하우징; 및 상기 하우징의 맞은편에 결합되는 커버;를 포함하고, 상기 하우징은 모터유닛이 장착되는 제1장착부와, 상기 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

감속기 일체형 모터{MOTOR WITH REDUCER}
본 발명은 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터 및 감속기의 적어도 일부 구성이 하우징에 함께 장착될 수 있도록 구성함으로써 그 조립구조가 매우 단순하여 재료비 내지 중량 등을 대폭 절감할 수 있는 감속기가 일체형으로 부착된 모터에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 모터(motor)는 로터(rotor) 및 스테이터(stator)를 가지고, 전기에너지를 공급받아 로터가 회전함으로써 회전에너지를 발생하도록 구성된다.
이러한 모터는 다양한 산업기계에 이용되고 있으며, 최근에는 전기자동차의 구동원으로 이용되고 있다.
모터에는 모터의 회전속도를 감속시킴과 더불어 회전토크를 증폭시키기 위한 감속기가 연결될 수 있다. 이러한 감속기의 연결을 위하여 모터 하우징의 전방에는 프론트 커버(front cover)가 결합되고, 이러한 프론트 커버에 감속기 하우징이 결합됨으로써 감속기가 모터 측에 설치될 수 있다.
하지만, 종래기술에 따르면, 모터에 감속기를 부착하기 위해서는 프론트 커버를 매개로 모터 하우징과 감속기 하우징을 체결구를 통해 체결하여야 함에 따라 그 조립과정이 매우 번거롭게 이루어질 수 있는 단점이 있었다.
또한, 모터의 구동축과 감속기의 입력축이 개별적으로 마련되어 모터의 구동축과 감속기의 입력축을 서로 연결하여야 함에 따라 지지베어링 등이 과도하게 소요될 뿐만 아니라 그 조립성이 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러단점을 극복하기 위하여 안출한 것으로, 모터 및 감속기의 적어도 일부 구성이 하우징에 함께 장착될 수 있도록 구성함으로써 그 조립구조가 매우 단순하여 재료비 내지 중량 등을 대폭 절감할 수 있는 감속기 일체형 모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 감속기 일체형 모터는,
회전가능한 구동축을 가진 모터유닛;
상기 모터유닛에 인접하여 연결되고, 상기 구동축에 의해 회전하는 출력축을 가진 감속유닛;
상기 모터유닛 및 상기 감속유닛이 장착되는 하우징; 및
상기 하우징의 맞은편에 결합되는 커버;를 포함하고,
상기 하우징은 모터유닛이 장착되는 제1장착부와, 상기 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 가지며,
상기 구동축의 전방단은 전방측 베어링에 의해 지지되고, 상기 구동축의 후방단은 후방측 베어링에 의해 지지되며, 상기 구동축에 인가되는 축선방향 하중이 상기 전방측 베어링에 의해 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1장착부는 원통형 구조로 이루어지고, 상기 제1장착부의 내부에는 상기 모터유닛이 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2장착부는 상기 제1장착부의 전방에 동일체로 형성되고, 상기 제2장착부에는 상기 감속유닛의 출력축이 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2장착부는 상기 제1장착부의 전방에 위치하는 칸막이부와, 상기 칸막이부에서 외측으로 연장된 연장부를 가지고,
상기 칸막이부는 상기 구동축이 회전가능하게 관통하는 관통구조를 가지며, 상기 전방측 베어링은 상기 관통구조 내에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 관통구조의 내면에는 상기 전방측 베어링이 장착되는 장착단턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전방측 베어링의 전면은 제1고정링에 의해 상기 구동축의 전방단 측에 지지되고, 상기 전방측 베어링의 후면은 상기 장착단턱에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동축의 전방단에는 구동기어가 설치되고, 상기 구동기어의 전방단은 제2고정링에 의해 구동축의 전방단에 지지되며, 상기 구동기어의 후방단은 상기 전방측 베어링과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하다.
상기 관통구조의 내면과 상기 구동축의 외면 사이에는 밀봉부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동축은 내부에 살빼기홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 살빼기홈은 상기 구동축의 전방 측에 형성된 전방측 살빼기홈과, 상기 구동축의 후방 측에 형성된 후방측 살빼기홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 감속기 일체형 모터는,
로터와, 상기 로터의 둘레 설치된 스테이터와, 상기 로터의 축선을 따라 설치된 구동축을 가진 모터유닛;
상기 모터유닛에 인접하게 배치되고, 상기 구동축에 의해 회전하는 제1출력축 및 제3출력축을 가진 감속유닛;
상기 모터유닛 및 상기 감속유닛이 장착되는 하우징; 및
상기 하우징의 맞은편에 결합되는 커버;를 포함하고,
상기 하우징은 모터유닛이 장착되는 제1장착부와, 상기 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 가지며, 상기 제1출력축 및 제2출력축은 상기 하우징의 제2장착부와 상기 커버 사이에서 회전가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2장착부 및 상기 커버에는 상기 제1출력축 및 상기 제2출력축을 회전지지하는 베어링이 장착되는 베어링 장착부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 모터유닛이 장착되는 제1장착부와 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 단일의 하우징에 마련함에 따라 모터유닛과 감속유닛이 단일의 하우징에 함께 장착될 수 있으므로 그 조립구조가 매우 단순하여 재료비 내지 중량 등을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기존의 모터의 구동축 및 감속기의 입력축을 하나의 구동축으로 일체화함으로써 지지베어링의 갯수를 절반(예컨대, 4개에서 2개로 감소함)으로 줄일 수 있고, 그 조립성을 대폭 향상시킬 수 있다.
특히, 구동축에 인가되는 축선방향 하중이 하우징의 칸막이부에 설치되는 전방측 베어링에 의해 지지함으로써 구동축에 대한 지지강성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 감속기 일체형 모터를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 감속기 일체형 모터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예는, 모터유닛(20)과, 감속유닛(30)과, 모터유닛(20) 및 감속유닛(30)의 적어도 일부가 함께 장착될 수 있는 하우징(10)과, 하우징(10)의 맞은편에 결합되는 커버(15)를 포함할 수 있다.
모터유닛(20)은 회전가능한 로터(23)와, 로터(23)의 둘레에 설치된 스테이터(24)와, 로터(23)의 축선을 따라 설치된 구동축(21)을 가진다.
구동축(21)의 전방단에는 구동기어(25)가 설치되고, 로터(23)가 회전함에 따라 구동축(21)과 구동기어(25)가 함께 회전할 수 있다.
구동축(21)는 그 내부에 형성된 살빼기홈(21a, 21b)을 가지고, 이러한 살빼기홈(21a, 21b)에 의해 중량 및 재료비를 줄일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 살빼기홈(21a, 21b)은 구동축(21)의 전방 측에 형성된 전방측 살빼기홈(21a)과, 구동축(21)의 후방 측에 형성된 후방측 살빼기홈(21b)으로 이루어질 수 있다.
감속유닛(30)은 모터유닛(20)에 인접하게 연결되어 모터유닛(20)의 구동축(21)으로부터 전달되는 회전속도를 감속시키도록 구성된다.
감속유닛(30)은 모터유닛(20)의 구동축(21)에 의해 회전하는 하나 이상의 출력축(31, 32)을 가진다.
일 실시예에 따르면, 감속유닛(30)은 구동축(21)에 대해 평행하게 배치된 제1출력축(31)과 제2출력축(32)을 가진다.
제1출력축(31)의 외주면에는 중간기어(33a) 및 제1출력기어(35)가 설치될 수 있고, 중간기어(33a)에 구동기어(25)가 치합됨으로써 제1출력축(31)은 구동축(21)의 회전력을 전달받을 수 있다.
중간기어(33a)와 제1출력기어(35) 사이에는 파킹기어(33b)가 배치될 수 있고, 파킹기어(33b)에는 파킹폴 등이 선택적으로 치합되어 구동축(21)의 회전력이 전달됨을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파킹기어(33b)가 중간기어(33a)와 제1출력기어(35) 사이에 배치됨으로써 제1출력축(31)의 처짐량이 개선되어 NVH(Noise, vibration, and harshness) 및 베어링 수명 등이 대폭 개선될 수 있다.
제2출력축(32)의 외주면에 제2출력기어(34)가 설치되고, 제2출력기어(34)는 제1출력기어(35)와 치합되며, 이에 제2출력축(32)은 제1출력축(31)으로부터 회전력을 전달받을 수 있다. 또한, 제2출력축(32)에는 차동기어(36) 등과 같은 다양한 출력기구가 설치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 구동축(21)의 구동기어(25)가 제1출력축(31)의 중간기어(33a)와 직접적으로 치합되는 구조로 이루어짐에 따라, 모터유닛(20)의 구동축(21)은 구동 기능과 더불어 감속유닛(30)으로 동력을 입력하는 입력축 기능을 동시에 구현할 수 있다.
하우징(10)은 모터유닛(20)이 장착되는 제1장착부(11)와 감속유닛(30)이 장착되는 제2장착부(12)를 포함할 수 있다.
제1장착부(11)는 원통형 구조로 이루어져 그 내부에 장착공간이 형성되어 있다. 제1장착부(11)의 내면에는 스테이터(24)가 설치되고, 스테이터(24)의 내부에는 로터(23)가 회전가능하게 설치되며, 로터(23)의 축선을 따라 구동축(21)이 설치된다.
제2장착부(12)는 제1장착부(11)의 전방에 동일체로 형성되고, 제2장착부(12)내에는 감속유닛(30)의 출력축(31, 32)이 회전가능하게 장착될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2장착부(12)는 제1장착부(11)의 전방에 위치한 칸막이부(13)와, 칸막이부(13)에서 외측으로 연장된 연장부(14)를 가진다.
칸막이부(13)는 구동축(21)의 전방단이 회전가능하게 관통하는 관통구조(17)를 가지고, 관통구조(17)는 일정길이로 연장된 관통홀 구조로 이루어진다. 이에, 구동축(21)의 전방단이 칸막이부(13)를 관통하여 회전가능하게 지지될 수 있다.
구동축(21)의 전방단은 전방측 베어링(41)에 의해 칸막이부(13)의 관통구조(17) 내에서 회전지지될 수 있다. 관통구조(17)의 내면에는 전방측 베어링(41)이 장착되는 장착단턱(16)이 형성되고, 장착단턱(16)이 전방측 베어링(41)의 후면을 지지할 수 있다. 전방측 베어링(41)의 전면에는 C형 링 등과 같은 제1고정링(43)이 배치됨으로써 제1고정링(43)이 전방측 베어링(41)의 전면을 지지할 수 있고, 제1고정링(43)은 관통구조(17)의 내면에 장착될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 전방측 베어링(41)의 전면이 제1고정링(43)에 의해 지지될 수 있고, 전방측 베어링(41)의 후면은 관통구조(17)의 장착단턱(16)에 밀착되어 지지될 수 있다.
그리고, 구동기어(25)의 전방단은 C형 링 등과 같은 제2고정링(44)에 의해 지지될 수 있고, 제2고정링(44)은 구동축(21)의 외면에 장착될 수 있다. 구동기어(25)의 후방단은 전방측 베어링(41)과 접촉하여 지지될 수 있다.
이와 같이, 전방측 베어링(41)이 제1고정링(43) 및 장착단턱(16)에 의해 견고하게 지지되고, 구동기어(25)가 제2고정링(44) 및 전방측 베어링(41)에 의해 견고하게 지지됨으로써 전방측 베어링(41) 및 구동기어(25)는 제1 및 제2 고정링(43, 44), 장착단턱(16) 등에 의해 하우징(10)의 칸막이부(13)에 매우 견고하게 지지될 수 있으며, 이를 통해 구동축(21) 및 구동기어(25)에 발생하는 축방향 하중을 매우 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 관통구조(17)의 내면에는 모터유닛(20)으로 오일 등과 같은 이물질이 유입됨을 방지하기 밀봉부재(18)가 설치될 수 있다. 밀봉부재(18)의 외면은 관통구조(17)의 내면에 기밀하게 끼워지며, 밀봉부재(18)의 내면은 구동축(21)의 외면에 기밀하게 끼워짐으로써 밀봉부재(18)는 관통구조(17)의 내면과 구동축(21)의 외면 사이에 개재될 수 있다. 이러한 밀봉부재(18)는 전방측 베어링(41)의 후방측에 위치함으로써 오일 등이 모터유닛(20) 내로 유입됨을 효과적으로 방지할 수 있다.
구동축(21)의 후방단은 제1장착부(11) 내에서 후방측 베어링(42)에 의해 회전지지될 수 있다.
제2장착부(12)의 칸막이부(13)에는 감속유닛(30)의 제1출력축(31)의 후방단을 회전지지하는 베어링(45)이 장착되는 베어링 장착부(51)가 형성되고, 제2장착부(12)의 연장부(14)에는 감속유닛(30)의 제2출력축(32)의 후방단을 회전지지하는 베어링(47)이 장착되는 베어링 장착부(52)가 형성된다.
커버(15)는 하우징(10)의 맞은편에 결합되고, 커버(15)에 의해 하우징(10)에 설치된 모터유닛(20) 및 감속유닛(30)의 나머지 부분이 충분히 커버링될 수 있다.
커버(15)는 감속유닛(30)의 제1출력축(31)의 전방단을 회전지지하는 베어링(46)이 장착되는 베어링 장착부(53)와, 감속유닛(30)의 제2출력축(32)의 전방단을 회전지지하는 베어링(48)이 장착되는 베어링 장착부(54)를 가진다.
이러한 제2장착부(12) 및 커버(15)의 베어링 장착부(51, 52, 53, 54)에 제1 및 제2 출력축(31, 32)을 회전지지하는 베어링(45, 46, 47, 48)이 안정적으로 장착될 수 있으므로, 감속유닛(30)의 제1 및 제2 출력축(31, 32)은 매우 안정적으로 회전지지되게 장착될 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 하우징 11: 제1장착부
12: 제2장착부 13: 칸막이부
14: 연장부 20: 모터유닛
21: 구동축 23: 로터
24: 스테이터 25: 구동기어
30: 감속유닛 31: 제1출력축
32: 제2출력축

Claims (14)

  1. 회전가능한 구동축을 가진 모터유닛;
    상기 모터유닛에 인접하여 연결되고, 상기 구동축에 의해 회전하는 출력축을 가진 감속유닛;
    상기 모터유닛 및 상기 감속유닛이 장착되는 하우징; 및
    상기 하우징의 맞은편에 결합되는 커버;를 포함하고,
    상기 하우징은 모터유닛이 장착되는 제1장착부, 및 상기 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 가지며,
    상기 구동축의 전방단은 전방측 베어링에 의해 지지되고, 상기 구동축의 후방단은 후방측 베어링에 의해 지지되며,
    상기 제2장착부는 상기 제1장착부의 전방에 위치하는 칸막이부, 및 상기 칸막이부에서 외측으로 연장되는 연장부를 가지고,
    상기 칸막이부는 상기 구동축이 회전가능하게 관통하는 관통구조를 가지며, 상기 전방측 베어링은 상기 관통구조 내에 설치되고, 상기 관통구조의 내면에는 상기 전방측 베어링이 장착되는 장착단턱이 형성되며,
    상기 전방측 베어링의 전면은 제1고정링에 의해 상기 구동축의 전방단 측에 지지되고, 상기 전방측 베어링의 후면은 상기 장착단턱에 의해 지지되며,
    상기 구동축의 전방단에는 구동기어가 설치되고, 상기 구동기어의 전방단은 제2고정링에 의해 구동축의 전방단 측에 지지되며, 상기 구동기어의 후방단은 상기 전방측 베어링과 접촉하도록 구성되고,
    상기 구동축 및 상기 구동기어에 발생하는 축선방향 하중이 상기 제1고정링, 상기 제2고정링, 상기 전방측 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1장착부는 원통형 구조로 이루어지고, 상기 제1장착부의 내부에는 상기 모터유닛이 장착되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2장착부는 상기 제1장착부의 전방에 동일체로 형성되고, 상기 제2장착부에는 상기 감속유닛의 출력축이 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통구조의 내면과 상기 구동축의 외면 사이에는 밀봉부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동축은 내부에 살빼기홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 살빼기홈은 상기 구동축의 전방 측에 형성된 전방측 살빼기홈과, 상기 구동축의 후방 측에 형성된 후방측 살빼기홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  11. 로터와, 상기 로터의 둘레에 설치된 스테이터와, 상기 로터의 축선을 따라 설치된 구동축을 가진 모터유닛;
    상기 모터유닛에 인접하게 배치되고, 상기 구동축에 의해 회전하는 제1출력축 및 제2출력축을 가진 감속유닛;
    상기 모터유닛 및 상기 감속유닛이 장착되는 하우징; 및
    상기 하우징의 맞은편에 결합되는 커버;를 포함하고,
    상기 하우징은 모터유닛이 장착되는 제1장착부, 및 상기 감속유닛이 장착되는 제2장착부를 가지며,
    상기 제1출력축 및 제2출력축은 상기 하우징의 제2장착부와 상기 커버 사이에서 회전가능하게 지지되고,
    상기 제2장착부는 상기 제1장착부의 전방에 위치하는 칸막이부, 및 상기 칸막이부에서 외측으로 연장되는 연장부를 가지고,
    상기 칸막이부는 상기 구동축이 회전가능하게 관통하는 관통구조를 가지며, 상기 관통구조 내에는 상기 구동축의 전방단을 지지하는 전방측 베어링이 설치되며, 상기 관통구조의 내면에는 상기 전방측 베어링이 장착되는 장착단턱이 형성되며,
    상기 전방측 베어링의 전면은 제1고정링에 의해 상기 구동축의 전방단 측에 지지되고, 상기 전방측 베어링의 후면은 상기 장착단턱에 의해 지지되며,
    상기 구동축의 전방단에는 구동기어가 설치되고, 상기 구동기어의 전방단은 제2고정링에 의해 구동축의 전방단에 지지되며, 상기 구동기어의 후방단은 상기 전방측 베어링과 접촉하도록 구성되고,
    상기 구동축 및 상기 구동기어에 발생하는 축선방향 하중이 상기 제1고정링, 상기 제2고정링, 상기 전방측 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2장착부 및 상기 커버에는 상기 제1출력축 및 상기 제2출력축을 회전지지하는 베어링이 장착되는 베어링 장착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동축의 외주면에는 구동기어가 설치되고,
    상기 제1출력축의 외주면에는 중간기어 및 제1출력기어가 설치되며,
    상기 제2출력축의 외주면에는 제2출력기어가 설치되고,
    상기 구동기어 및 상기 중간기어가 치합되며, 상기 제1출력기어와 상기 제2출력기어가 치합되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 중간기어와 상기 제1출력기어 사이에는 파킹기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 모터.
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