KR101802059B1 - 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치 - Google Patents

기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101802059B1
KR101802059B1 KR1020160023752A KR20160023752A KR101802059B1 KR 101802059 B1 KR101802059 B1 KR 101802059B1 KR 1020160023752 A KR1020160023752 A KR 1020160023752A KR 20160023752 A KR20160023752 A KR 20160023752A KR 101802059 B1 KR101802059 B1 KR 101802059B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
shaft
rotating
rotation
gear combination
Prior art date
Application number
KR1020160023752A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170101059A (ko
Inventor
신성호
Original Assignee
신성호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신성호 filed Critical 신성호
Priority to KR1020160023752A priority Critical patent/KR101802059B1/ko
Publication of KR20170101059A publication Critical patent/KR20170101059A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101802059B1 publication Critical patent/KR101802059B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • B62M23/02—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions characterised by the use of two or more dissimilar sources of power, e.g. transmissions for hybrid motorcycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2204/00—Adaptations for driving cycles by electric motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 기어 조합을 구비하는 전동기는 고정부; 상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부; 상기 고정부 또는 상기 회전부의 어느 하나에 설치되며, 자계를 형성하는 자석; 상기 자석이 설치되지 않은 회전부 또는 고정부에 설치되며, 상기 자석과 작용하여 상기 회전부를 회전시키는 회전력을 발생시킬 수 있도록 하는 코일; 상기 회전부의 일단에 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하는 기어; 복수의 기어를 배열하여 구비되는 기어 조합이 구비되어,
상기 기어 조합중의 적어도 하나의 기어는 상기 회전부의 일단에 구비된 기어와 맞물리고, 상기 기어 조합중의 적어도 하나의 기어의 중심에 상기 회전축이 관통하도록 배치되어, 상기 회전부의 회전력이 상기 회전부의 일단에 구비된 기어를 통하여 상기 기어 조합으로 전달되고, 상기 기어 조합을 통하여 상기 회전축으로 회전력을 전달하여 상기 회전부의 회전속도 및 회전력과 상기 회전축의 회전속도 및 회전력이 다르게 되도록 구성한다.
본 발명의 기어 조합을 구비하는 전동기에 의하면, 전동기의 회전축과 기어조합의 회전축이 일체화하여 하나로 형성되므로 소형화에 유리하며 전동기의 회전력을 응용장치에 동심으로 전달하기에 매우 유리하다.

Description

기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치 {GEARED MOTOR AND APPLICATION APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 기어 또는 기어 조합을 구비한 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기의 회전부에서 발생하는 회전력을 기어를 통하여 회전축에 전달하는 방법과 이를 응용한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기어를 구비한 전동기는 전동기의 회전수를 변경하거나 회전력을 변경하고자 하는 목적으로 사용한다.
종래의 기어를 구비한 전동기는 도 1에 예시한 바와 같이 권선 코일(1)이 구비된 고정자(2)에 대하여 자석(3)이 구비된 회전자(4)가 회전축(3)을 중심으로 회전하며, 상기 회전축에 기어 조합(5)을 상기 회전축(3)에 결합시키고, 상기 기어조합(5)에서 변경된 회전수와 토크는 별개의 제2 회전축(6)으로 출력되도록 구성된다. 이러한 종래의 기술에서는 별개의 제2 회전축(6)이 필요하게 되어 구성이 복잡해지고 원가 상승의 요인이 되며 크기가 커지게 되어 소형화에 불리하다.
또한, 전동기의 회전축(3)과 기어 조합을 통한 출력 축인 상기 제2 회전축(6)을 동심으로 구성이 필요한 경우에는 매우 정밀한 조립이 필요하며, 정확하게 동심으로 구성하는 것은 매우 어렵고, 복잡하고 정밀한 구조를 갖아 가격도 상승할 수 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 산출된 것으로, 기어조합을 구비한 전동기가 소형화에 유리한 구조를 갖도록 하며, 전동기의 회전축이 기어 조합을 통하여 전달되는 출력 회전축과 동심이 일치하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 기어 조합을 전동기에 일체화시키기에 유리하고, 더불어 소형화에 매우 유리하도록 전동기와 기어조합의 회전축을 일체화시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전동기의 회전부와 회전축의 속도 및 회전력을 다르게 하여 기어 조합을 구비한 전동기의 활용에 유리하게 하고, 전동기와 동심으로 동력 전달이 필요한 운송장치나 운반기기에 용이하게 적용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기는 고정부에 대하여 회전하는 구비 되고, 회전축 기어 조합이 구비되는 전동기에서 상기 중심부로 상기 회전축이 배치되며, 회전하는 자석 또는 코일이 구비되고, 상기 회전부의 일단에는 제1기어가 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하며, 상기 제1기어의 중심부로 상기 회전축이 동심으로 관통하도록 배치되며; 상기 고정부는 상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어, 상기 자석의 자속과 상기 코일에 흐르는 전류의 작용으로 회전력을 발생시키도록 배치되며, 상기 회전축을 지지하고; 상기 회전축은 상기 회전부 및 상기 제1기어의 중심부를 관통하여 배치되고; 상기 기어 조합은 복수 개의 기어가 배열되어 구성되어, 그 중의 적어도 하나의 기어는 상기 제1기어와 맞물리고, 그 중의 또 다른 적어도 하나의 기어의 중심에 상기 회전축이 배치되어; 상기 회전부의 회전력은 상기 제1기어와 상기 기어조합을 통하여 상기 회전축에 전달되며; 상기 회전축의 회전 속도는 상기 회전부의 회전 속도와 다르게 회전하고; 상기 회전축의 회전력은 상기 회전부의 회전력과 다르게 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기는 상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되고, 상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도 클러치 베어링이 구비되고 회전축이 상기 편도 클러치 베어링에 삽입되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기는 상기 회전부에 회전프레임이 구비되고, 상기 회전프레임의 내주 면에 상기 자석이 배열되어 상기 코일을 둘러싸도록 구비되고, 상기 회전프레임에 상기 제1기어가 구비되며, 상기 코일이 권선 철심에 구비되어 상기 회전 프레임 내부에 배치되며, 상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되고, 상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도클러치 베어링이 구비되고 상기 편도클러치 베어링에 상기 회전축이 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기는 상기 회전부에 회전하는 홀더가 구비되며, 상기 코일은 상기 홀더 주위에 배열되어 상기 홀더와 함께 회전하고, 상기 영구 자석이 상기 코일을 둘러싸도록 구비되고, 상기 제1기어가 상기 홀더에 구비되며, 상기 코일이 권선 철심에 권선 되어 상기 홀더에 결합 되고, 상기 회전축은 상기 홀더의 중심부에 배치되고, 상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되며, 상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되고, 상기 코일에 전류를 공급할 수 있는 정류자가 상기 홀더와 결합하여 구비되며, 상기 정류자와 슬라이딩 접촉하는 브러시가 상기 고정부에 구비되고, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며, 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도클러치 베어링이 구비되고 상기 편도클러치 베어링에 회전축이 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기는 상기 회전축의 일단은 자전거의 크랭크축이 삽입되어 결합 되도록 구비되고, 상기 회전축의 다른 일단에는 상기 크랭크축의 끝 단과 같은 형상으로 구비되어 자전거의 크랭크 암이 삽입되어 결합 될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기를 구비한 자전거는 상기 전동기는 본 발명의 기어조합을 구비한 전동기로 구비되고, 상기 전동기의 회전축의 일단에 상기 크랭크축이 동심으로 맞물려 구비되며, 상기 회전축의 다른 일단에는 상기 자전거의 크랭크 암이 결합 되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 기어 조합을 구비한 전동기에서는 회전부에서 발생하는 회전력을 전동기의 회전축에 직접 전달하지 않으며, 기어 조합을 통하여 회전력을 전달하도록 함으로써, 전동기의 회전축이 기어 조합의 회전축 역할을 겸하게 할 수 있다. 즉 전동기의 회전축과 기어조합의 회전축을 일체화시키도록 할 수 있으며, 또한, 전동기와 기어 조합을 한 몸체로 구성할 수 있어서 소형화에 유리하며, 전동기의 회전축과 기어 조합의 출력 회전축이 일체화되므로 정확하게 동심이 되는 효과가 있다.
본 발명은 기어 조합을 구비한 모터가 일체화로 구성하기에 유리하여 동력 전달의 손실을 줄일 수 있으며, 구조가 단순해 지므로 원가 경쟁력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 전동기와 기어조합을 일체화하여 소형화시킬 수 있으며, 바퀴나 크랭크축과 같은 곳에 회전축과 동심으로 나란하게 연결하여 전동기의 동력을 전달하는 응용분야에 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은, 종래의 기어 조합을 구비한 전동기의 개략적인 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 자석 회전형 전동기의 개략적인 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 자석 회전형 전동기의 단순화된 구성의 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 코일 회전형 전동기의 개략적인 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자전거의 크랭크축에 결합하는 방법에 관한 개략적인 구성도이다.
도 6은 자전거의 크랭크축과 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 조합을 구비한 전동기의 회전축이 결합되는 형태를 나타낸 개략적인 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 따르는 기어조합을 구비한 전동기는 소형화에 유리하며 전동기의 출력 축과 기어 조합을 경유한 출력 측의 회전축이 일체로 구성되어 전동기의 회전축과 출력 축의 동심이 일치하게 된다.
이에 대하여 본 발명에 따른 실시 예를 통하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 자석 회전형 전동기의 개략적인 구성도로서, 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되고 회전축(10) 및 기어 조합이 구비된다.
좀 더 구체적으로는 상기 고정부에는 전류가 흐르는 코일(17)이 구비되어 상기 회전축(10)의 주위에 배치되고 상기 회전축(10)을 지지하는 베어링(14)이 지지부(12)와 함께 구비된다. 효율적인 구성을 위하여 상기 코일(17)은 권선 철심(19)에 권선 되어 구비되고 상기 권선 철심(19)은 상기 지지부(12)에 결합 되는 것이 바람직하다. 또한, 안정적인 회전을 위하여 상기 베어링(14)은 상기 회전축(10)의 양단을 지지하게 배치되는 것이 좋다. 또한, 상기 지지부(12)는 내부에 공간을 형성하여 상기 회전부 및 상기 기어조합을 내부 공간에 배치할 수 있다.
상기 회전부는 자석(18)과 회전프레임(11)이 구비되어 함께 회전하며, 상기 자석(18)은 상기 코일(17)과 마주보도록 배치되어 상기 자석(18)과 상기 코일(17) 사이에 형성되며 흐름이 발생하여 회전력을 발생시킬 수 있도록 배치되며, 상기 자석(18)은 영구자석으로 구비될 수 있다. 상기 코일(17)에 흐르는 전류와 상기 자석(18)의 작용에 의하여 발생하는 회전력으로 상기 회전축(10)을 중심으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 회전부에는 제1기어(16)가 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하도록 구비된다. 상기 회전프레임(11)은 상기 자석(18)을 지지하며, 상기 회전프레임의 일단에 상기 제1기어(16)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 회전부가 원활하게 회전할 수 있도록 중심부에 상기 베어링(14)이 구비될 수 있다. 상기 자석(18), 상기 회전 프레임(11), 상기 제1기어(16)는 함께 회전하게 된다.
또한, 상기 자석(18)은 상기 회전프레임(11)의 내주 면에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 회전프레임은 내부에 공간을 형성하여 상기 코일을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 제1기어(16)의 중심부에 상기 회전축(10)이 배치되어 동심으로 회전할 수 있도록 구비하며 상기 회전프레임(11)의 외부 쪽에 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 회전축(10)은 상기 회전부의 일단에 구비된 상기 제1기어(16)의 중심부를 관통하고 또한 상기 회전부의 중심부를 관통하여 지나가도록 배치할 수 있다.
또한, 상기 회전부에 구비되는 상기 회전프레임(11)은 상기 회전축(10)과 직접적으로 결합 되지 않도록 분리되어 배치되고, 상기 제1기어(16)는 상기 기어 조합과 연결되며, 상기 회전축(10)과는 분리되도록 배치된다. 상기 제1기어는 상기 회전프레임(11)의 일단에 구비하거나 상기 회전프레임(11)과 일체화하여 구비될 수 있다.
상기 베어링(14)은 상기 회전축(10)의 지지 수단이 될 수 있으며, 또한 상기 회전 프레임(11)과 상기 고정부 또는 상기 회전축(10)과 상호 지지하는 매개체 역할을 할 수 있다.
상기 지지부(12)는 상기 베어링(14)을 매개체로 상기 회전프레임(11)을 지지할 수 있으며, 상기 회전부가 상기 고정부와 분리되어 회전할 수 있도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 회전축(10)에 회전 속도 신호를 발생하는 회전 신호 발생기(21)를 구비하여 상기 회전축(10)의 회전 속도를 감지할 수 있다. 상기 회전부와 상기 회전축(10)의 회전속도가 다르며, 전동기 외부로 나타나는 출력은 상기 회전축(10)을 통하여 나타남으로 상기 회전축(10)의 회전속도가 필요한 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 회전축(10)에 회전 속도를 발생할 수 있는 자기 형 주파수 발생기나 광학 형 주파수 발생기 같은 속도 신호 발생기를 구비하고, 상기 고정부에 회전속도 신호를 감지할 수 있는 소자(22)를 구비하여 상기 회전축(10)의 회전속도를 감지할 수 있다. 상기 회전축(10)에 자기형 속도신호 발생기를 구비하는 경우에는 홀 소자 또는 홀 IC와 같은 소자 등으로 감지할 수 있으며, 광학 형 속도 신호 발생기를 구비한 경우에는 포토 리플렉터와 같은 소자 등을 이용하여 감지할 수 있다.
상기 기어조합은 제5기어(15), 제3기어(13), 제4기어(20) 등등 복수의 기어를 구비하고 회전력을 전달할 수 있도록 연결하여 기어 조합을 구성할 수 있다. 또한, 상기 제3기어(13), 상기 제4기어(20)를 2단 기어로 구비하여 가속 또는 감속을 용이하게 할 수 있다. 상기 기어 조합 중의 상기 제3기어(13), 상기 제4기어(20)의 일단을 모두 상기 회전부에 구비된 상기 제1 기어(16)와 맞물리게 구성하거나 또는 둘 중의 하나의 기어만 맞물리게 배치하여, 상기 회전부의 회전속도와 회전력을 전달할 수 있으며, 또한 상기 제3기어(13), 상기 제4 기어(20)의 다른 일단은 모두 상기 제5기어(15)와 맞물리게 배치하거나 둘 중의 하나의 기어만 맞물리게 배치하여 상기 제1기어(16)의 동력을 상기 제5기어(15)로 전달 할 수 있다.
상기 제5기어(15)의 중심부에는 상기 회전축(10)이 동심으로 배치되어 상기 회전부의 회전력이 상기 기어 조합에 의하여 회전력이 전달되도록 구성하여, 상기 회전부의 동력이 제1기어(16)를 통하여 상기 제3기어(13), 상기 제4기어(20)로 전달되고, 그 동력은 제5기어(15)를 통하여 상기 회전축(10)으로 전달되도록 배치할 수 있다.
상기 제5기어(15)는 상기 회전축(10)에 직접 결합 되도록 구비될 수 있으며 이런 경우에는 상기 제5기어(15)가 상기 회전축(10)과 함께 회전하게 되므로 상기 제5기어(15)의 시계방향 또는 반 시계 방향의 회전력을 상기 회전축(10)에 모두 직접 전달할 수 있다.
또한, 상기 제5기어(15)와 상기 회전축(10) 사이에 편도 클러치 베어링(18)과 같은 수단을 매개로 하여 결합 될 수 있다. 이런 경우에는 상기 편도 클러치 베어링(18)에 의하여 상기 제5기어(15)의 시계방향 또는 반 시계 방향의 회전력 중에서 편도 방향의 회전력만 전달되고 다른 편도 방향의 회전력은 전달되지 않음으로 상기 회전축(10)에 편도 방향의 회전력만 전달되도록 할 수 있다.
이와 같은 구성으로 상기 회전부의 일단에 구비되는 상기 제1기어(16)에 상기 기어 조합이 맞물리며, 상기 회전부는 상기 회전축(10)과 분리되어 구비된다.
또한, 상기 기어 조합 중의 하나인 상기 제5기어(15)와 상기 회전축(10)이 결합 되어 회전력을 전달하게 되므로 전동기에서 발생하는 회전력은 상기 회전부에 구비되는 상기 제1기어(16)를 통하여 상기 기어 조합으로 전달되고 상기 기어 조합을 통하여 상기 회전축(10)에 전달된다. 따라서 전동기의 회전부의 회전 속도와 전동기의 회전축의 회전속도는 기어 조합의 기어 비에 의하여 다른 속도로 회전하게 되며, 또한 전동기의 회전부의 회전력은 기어 조합의 기어 비에 의하여 상기 회전축의 회전력과 차이가 나게 된다.
이와 같이 본 발명에 따르는 기어 조합을 구비한 전동기에서는 회전부에서 발생하는 회전력을 전동기의 회전축에 직접 전달하지 않으며, 기어 조합을 통하여 회전력을 전달하도록 함으로써, 전동기의 회전축이 기어 조합의 회전축 역할을 겸하게 할 수 있다. 즉 전동기의 회전축과 기어조합의 회전축을 일체화시키도록 할 수 있으며, 또한, 전동기와 기어 조합을 한 몸체로 구성할 수 있어서 소형화에 유리하다. 또한, 전동기의 회전축과 기어 조합의 출력 회전축이 일체화되므로 정확하게 동심이 되는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 자석 회전형 전동기의 개략적인 단면도로서 회전부와 회전축 사이를 단순화한 실시 예이다. 기본적인 구성과 동작 원리는 도 2에서 설명한 내용과 같음으로, 도 2에서 설명한 내용과 차이가 나는 점만 설명한다. 회전부는 회전프레임(25), 자석(23), 회전부 기어(26)를 구비하며, 또한 기어조합, 회전축(24), 고정부가 구비된다. 또한, 상기 회전 프레임(25)과 회전축(24) 사이에 베어링(27)을 배치하여 상기 회전프레임(25)과 상기 회전축(24)이 상기 베어링(27)을 매개로 분리될 수 있도록 배치한다. 상기 베어링(27)을 볼 베어링으로 구비하여 상기 베어링(27)의 내륜과 외륜의 회전 속도를 다르게 할 수 있음으로 상기 회전축(24)과 상기 회전부는 서로 다른 속도로 회전하게 할 수 있다.
고정부에는 지지부(28), 전류가 흐를 수 있는 코일(29)이 구비되며, 상기 회전부와 분리되어 구비된다. 또한, 기어 조합이 구비되며 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어가 상기 회전부 기어(26)와 맞물리고, 또한 상기 기어 조합 중의 또 다른 적어도 하나의 기어가 상기 회전축(24)와 동심으로 결합 된다.
상기 코일(29)에 흐르는 전류와 상기 자석(23)의 자속의 작용으로 발생하는 회전력은 상기 회전부의 일단에 구비된 회전부의 기어(26)를 통하여 기어 조합으로 전달되고, 상기 기어 조합은 상기 회전축(24)으로 전달하는 것은 도 2에서 설명한 것과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 코일 회전형 전동기의 개략적인 단면도이다. 기본적인 구성과 동작 원리는 도 2에서 설명한 내용과 같기 때문에 도 2와 차이가 나는 점에 대해서만 설명하도록 한다.
자석(38) 및 고정프레임(32)을 구비한 고정부 및 회전축(30)이 구비되고, 기어 조합(35) 및 베어링(37)이 구비되며, 상기 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비된다. 상기 회전축(30)을 중심으로 회전하는 회전부에 권선 코일(34)과 홀더(40)가 구비되며, 상기 회전축(30)의 길이 방향으로 연장된 상기 홀더(40)의 일단에 제1기어(36)가 구비되어 상기 홀더(40), 상기 코일(34)과 함께 회전할 수 있도록 구비된다.
상기 제1기어(36)는 상기 회전축(30)의 길이 방향으로 연장된 상기 홀더(40)의 일단에 구비되는 것이 바람직하지만 상기 회전부의 다른 일단에 구비될 수도 있다.
상기 코일(34)은 권선 철심(39)에 권선 되어 구비될 수 있으며, 상기 권선 철심(39)은 상기 홀더(40)에 결합 될 수 있다. 또한, 상기 코일(34)에 전류를 공급할 수 있는 정류자(31)가 상기 홀더(40)와 함께 회전하도록 구비될 수 있다.
상기 고정부에 상기 코일(34)과 마주보도록 상기 자석(38)이 배치되고, 상기 코일(34)에 흐르는 전류와 상기 자석(38)의 자속의 작용에 의하여 회전력을 발생시킬 수 있도록 배치된다. 또한, 상기 코일(34)에 전류를 공급하기 위하여 상기 정류자(31)와 슬라이딩 접촉하여 상기 정류자(31)에 전류를 공급할 수 있는 브러시(33)가 구비될 수 있다.
상기 자석은 상기 코일을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 상기 고정프레임(32)은 내부에 공간을 형성하여 상기 회전부, 상기 기어조합(35)을 내부에 배치할 수 있다.
또한, 상기 기어 조합(35)이 구비되어 상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어가 상기 회전부의 제1기어(36)와 맞물리고, 또한 상기 기어 조합 중의 하나의 기어가 상기 회전축(30)과 동심으로 배치될 수 있다. 상기 회전부의 회전력은 상기 회전부의 일단에 구비된 회전부의 제1기어(36)를 통하여 상기 기어 조합(35)으로 전달되고, 상기 기어 조합(35)은 상기 회전축(30)으로 회전력을 전달하는 것은 도 2에서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 회전축(30)과 상기 기어조합 중의 하나의 기어가 동심으로 결합할 때 편도 클러치 베어링을 매개로 결합될 수 있다.
또한, 도 4의 실시 예에는 나타내지 않았으나 상기 회전축(30)에 회전속도 신호를 발생하는 수단을 구비하여 상기 회전축(30)의 회전 속도를 감지하도록 할 수 있다. 상기 회전축(30)에 회전 속도를 발생할 수 있는 자기 형 주파수 발생기나 광학 형 주파수 발생기 같은 속도 신호 발생 수단을 구비하고, 상기 고정부에 회전속도 신호를 감지할 수 있는 소자를 구비하여 상기 회전축(30)의 회전속도를 감지할 수 있다. 상기 회전축(30)에 자기 형 속도신호 발생기를 구비하는 경우에는 홀 소자 또는 홀 IC 등의 소자로 감지할 수 있으며, 광학 형 속도 신호 발생기를 구비한 경우에는 포토 리플렉터 등의 소자를 이용하여 감지할 수 있다.
앞에서 실시 예를 들어서 설명한 바와 같이 본 발명의 기어조합을 구비한 모터는 전동기의 회전축과 기어 조합의 회전축을 일체화하여 구비하고, 전동기의 회전부의 회전 동력을 기어 조합을 통하여 회전축에 전달함으로 전동기 회전부의 회전 속도 나 회전력과 회전축의 회전 속도 및 회전력과 다르게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 기어 조합을 구비한 전동기는 기어조합을 전동기와 일체형으로 구성하기 용이하고, 구조가 간단해지는 장점이 있다. 또한, 전동기의 출력 회전축이 기어 조합의 출력 회전축과 같음으로 외부로 동력을 동심으로 전달하는 응용 분야에서는 매우 유리하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 다른 기어조합을 구비한 전동기를 자전거의 크랭크축에 동심으로 결합하는 실시 예를 나타낸 개념도 이다. 자전거의 크랭크축의 일단의 형상은 여러 가지가 있으며, 사각 형상의 크랭크축이 널리 사용되고 있다. 도 5에서는 사각형상의 크랭크 축과 동심으로 연결되는 실시 예를 나타내었다.
끝 단이 사각형 형상을 가지는 자전거의 크랭크축(51)에 동심으로 연결하기 위하여 본 발명의 기어조합을 갖는 전동기(53)를 구비하고, 상기 전동기의 회전축(52,54)의 일단을 사각형상과 맞물릴 수 있는 형상으로 구비할 수 있다.
또한, 상기 회전축(52,54)의 다른 일단(54)에는 자전거의 크랭크 암(55)이 결합 될 수 있도록 크랭크 축(51)의 끝 단과 같은 형상으로 구비할 수 있다. 즉 상기 회전축(52,54)의 일단(52)에는 크랭크축의 사각 형상의 끝 단이 맞물려서 삽입될 수 있도록 사각형상으로 파인 형상을 구비하고, 다른 일단(54)에는 크랭크 축(51)의 끝 단과 같은 형상으로 구비할 수 있다.
도 6에 나타낸 개략도처럼 상기 회전축의 일단(52)에 크랭크 축(51)이 삽입되어 암수 형태로 결합하고 상기 회전축의 다른 일단(54)에 페달(56)이 결합된 크랭크 암(55)을 결합할 수 있다. 이와 같이 결합하면 자전거의 크랭크 축(51)과 기어조합을 구비한 상기 전동기(53)의 상기 회전축(52,54)이 동심으로 연결되어 상기 전동기(53)의 회전력이 자전거의 상기 크랭크 축(51)에 전달하기에 용이하다.
도 5의 실시 예와 같이 기어조합을 구비한 전동기를 자전거의 크랭크축에 연결하여 전동기의 회전력을 이용한 전기 자전거 기능을 갖도록 할 수 있다.
자전거에 전지를 구비하고 본 발명의 기어조합을 구비한 전동기를 구비하여 상기 전동기의 회전축의 일단에 상기 자전거의 크랭크축을 결합하고 다른 일단에 크랭크 암을 연결하여 구비하고, 상기 전지에서 상기 전동기에 전원을 공급하여 상기 전동기로 상기 크랭크축에 회전력을 전달하여 자전거 주행 시에 페달을 밟는 힘과 전동기의 회전력을 이용하게 할 수 있게 구비하면 자전거 운행자의 힘을 덜어 줄 수 있다.
이와 같이 본 발명의 기어조합을 구비한 전동기는 응용장치에 동심으로 연결하기에 매우 용이함으로 자전거뿐 아니라 운반장치나 운송장치의 회전축이나 구동축에 연결하기 용이하다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 기어조합을 구비한 전동기는 일 실시 예들을 예시하여 설명을 하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형, 변경 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호는 다음의 특허 청구범위에 의하여 정해져야 한다.
회전축 : 3, 6, 10, 24, 30, 52, 54
베어링 : 14, 27, 37
권선 철심 : 19, 39
코일 : 17,29, 34
기어조합 : 35
회전부 기어(제1기어) : 16, 26, 36
회전프레임 : 11
고정프레임 : 32
자석 : 18, 23, 38
편도 클러치 베어링 : 18
홀더 : 40
지지부 : 12, 28
정류자 : 31
브러시: 33
회전 속도 발생기 : 21
회전 속도 감지 소자: 22
기어 조합을 구비한 전동기 : 53
크랭크축 : 51
크랭크 암 : 55
페달 : 56

Claims (6)

  1. 고정부에 대하여 회전하는 회전부가 구비되고, 회전축 및 기어 조합이 구비되는 전동기에 있어서,
    상기 회전부는
    중심부로 상기 회전축이 배치되고,
    회전하는 자석 또는 코일이 구비되며,
    상기 회전부의 일단에는 제1기어가 구비되어 상기 회전부와 함께 회전하고,
    상기 제1기어의 중심부로 상기 회전축이 동심으로 배치되며;
    상기 고정부는
    상기 회전축을 지지하고,
    상기 회전부에 구비되지 않은 자석 또는 코일이 구비되어,
    상기 자석의 자속과 상기 코일에 흐르는 전류의 작용으로 회전력을 발생시키도록 배치되며;
    상기 회전축은
    상기 회전부 및 상기 제1기어의 중심부를 관통하도록 배치되고;
    상기 기어 조합은
    복수 개의 기어가 배열되어 구비되며,
    그 중의 적어도 하나의 기어는 상기 제1기어와 맞물리고,
    그 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 상기 회전축이 배치되어;

    상기 회전부의 회전력은 상기 제1기어와 상기 기어조합을 통하여 상기 회전축에 전달되며;
    상기 회전축의 회전 속도는 상기 회전부의 회전 속도와 다르게 회전하고;
    상기 회전축의 회전력은 상기 회전부의 회전력과 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 기어 조합이 구비되는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되고,
    상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되며,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도클러치 베어링이 구비되고,
    상기 편도클러치 베어링에 회전축이 삽입되어 구비되는 것을 특징으로 하는 기어조합이 구비된 전동기
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전부에 회전프레임이 구비되고,
    상기 회전프레임에 상기 자석이 배열되어 상기 회전축 주위에 배치되고,
    상기 회전프레임에 상기 제1기어가 구비되며,
    상기 고정부에 권선 철심이 구비되어,
    상기 코일이 상기 권선 철심에 권선 되어 상기 자석과 마주보게 배치되며,
    상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되고,
    상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되며,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도클러치 베어링이 구비되고, 상기 편도클러치 베어링에 상기 회전축이 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는 기어조합이 구비된 전동기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전부에 회전하는 홀더가 구비되며,
    상기 코일은 상기 홀더 주위에 배열되어 상기 홀더와 함께 회전하고,
    상기 자석이 상기 코일과 마주보게 배치되고,
    상기 제1기어가 상기 홀더에 구비되며,
    상기 코일이 권선 철심에 권선 되어 상기 홀더에 결합 되고,
    상기 회전축은 상기 홀더의 중심부에 배치되고,
    상기 고정부에 회전축의 회전 속도를 감지하는 소자가 구비되며,
    상기 회전축에 회전 속도 신호 발생기가 구비되고,
    상기 코일에 전류를 공급할 수 있는 정류자가 상기 홀더와 결합하여 구비되며,
    상기 정류자와 슬라이딩 접촉하는 브러시가 상기 고정부에 구비되고,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어는 2단 기어로 구비되며,
    상기 기어 조합 중의 적어도 하나의 기어의 중심에 편도 클러치 베어링이 구비되고,
    상기 편도 클러치 베어링에 회전축이 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는 기어조합이 구비된 전동기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 일단은 자전거의 크랭크축이 삽입되도록 구비되고,
    상기 회전축의 다른 일단에는 상기 크랭크축의 끝 단과 같은 형상으로 구비되어 자전거의 크랭크 암이 삽입될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 기어조합이 구비된 전동기.
  6. 전지 및 전동기가 구비되는 자전거에 있어서,
    상기 전동기는 제1항으로 구비되고,
    상기 전동기의 회전축의 일단에 크랭크축이 동심으로 맞물려 구비되며,
    상기 회전축의 다른 일단에는 상기 자전거의 크랭크 암이 결합 되어 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거.
KR1020160023752A 2016-02-26 2016-02-26 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치 KR101802059B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160023752A KR101802059B1 (ko) 2016-02-26 2016-02-26 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160023752A KR101802059B1 (ko) 2016-02-26 2016-02-26 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170101059A KR20170101059A (ko) 2017-09-05
KR101802059B1 true KR101802059B1 (ko) 2017-11-27

Family

ID=59924566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160023752A KR101802059B1 (ko) 2016-02-26 2016-02-26 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101802059B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002272056A (ja) 2001-03-06 2002-09-20 Asmo Co Ltd 電動モータ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002272056A (ja) 2001-03-06 2002-09-20 Asmo Co Ltd 電動モータ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170101059A (ko) 2017-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103256342B (zh) 旋转式致动器
KR101724787B1 (ko) 인휠모터시스템
JP3560947B2 (ja) 回転電機
JP2010183781A (ja) モータジェネレータ
CN112602257A (zh) 具有电动马达和磁传动装置的电机
US11296579B2 (en) Vernier external rotor machine and motor system
CN103219823A (zh) 一种轮缘驱动式反作用飞轮
CN106981967A (zh) 一种直驱外转子无刷电机及其旋转关节
CN109478826A (zh) 波动齿轮减速机用马达单元
JP2012205441A (ja) 減速機付きモータ装置
CN105743279B (zh) 电动自行车紧凑型中置电机
CN103812248A (zh) 电机和用于电机的转子
CN101976905B (zh) 直接驱动复合型永磁电机
JP6278432B1 (ja) コアレスモータ
JP6040439B2 (ja) アンチロックブレーキシステム
KR101802059B1 (ko) 기어 조합을 구비한 전동기 및 응용장치
JP2014177265A (ja) 駆動装置
US10804771B2 (en) Electric actuator and rotation control mechanism
US10670143B2 (en) Motor
JP6006137B2 (ja) 駆動装置
KR200217447Y1 (ko) 저속 발전기
CN102897013B (zh) 一种用双转子电机作动力的混合动力车
CN114337187A (zh) 轮毂电机及车辆
KR20190019921A (ko) 코어리스 모터
JP2007060749A (ja) 誘導子型発電・駆動両用モータおよびそれを備えた自動車

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant