KR102109823B1 - 헬리크로스 기어드 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬리크로스 기어드 모터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 헬리크로스 기어드 모터는 구동축에 나사산 형태의 구동축 기어가 형성되는 모터부, 상기 구동축에 직각인 제1 회전축상에 배열되어, 상기 구동축 기어에 맞물려 회전하는 제1 헬리컬 기어 및 상기 제1 회전축에 평행인 제2 회전축상에 배열되어, 상기 제1 헬리컬 기어에 연동하여 회전하는 제2 헬리컬 기어를 포함하되, 상기 구동축 기어와 상기 제1 헬리컬 기어는 서로 같은 방향의 비틀림을 가질 수 있다.

Description

헬리크로스 기어드 모터 {HELICROSS GEARED MOTOR}

본 발명은 헬리크로스 기어드 모터에 관한 것이다.

기어드 모터는 모터와 감속 기어 조립체가 하나의 장치에 통합된 것으로, 예컨대 컨베이어 벨트 등에서 큰 토크를 얻기 위해 사용된다. 하지만 이러한 기어드 모터는 모터와 감속 기어 조립체가 서로 고정적으로 결합되어 있기 때문에, 다른 규격의 모터나 다른 기어비의 감속 기어 조립체를 이용하고자 할 경우 또는 모터나 감속 기어 조립체 중 어느 하나가 파손될 경우, 하나의 기어드 모터를 전부 교체해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 모터부와 기어부를 필요에 따라 선택적으로 조합하여 이용할 수 있는 헬리크로스 기어드 모터를 제공한다.

또한 본 발명은 상대적으로 소형화할 수 있으며, 우수한 동력 전달 효율 및 내구성을 갖는 헬리크로스 기어드 모터를 제공한다.

또한 본 발명은 용이하게 설치할 수 있는 헬리크로스 기어드 모터를 제공한다.

본 발명에 따른 헬리크로스 기어드 모터는 구동축에 나사산 형태의 구동축 기어가 형성되는 모터부, 상기 구동축에 직각인 제1 회전축상에 배열되어, 상기 구동축 기어에 맞물려 회전하는 제1 헬리컬 기어 및 상기 제1 회전축에 평행인 제2 회전축상에 배열되어, 상기 제1 헬리컬 기어에 연동하여 회전하는 제2 헬리컬 기어를 포함하되, 상기 구동축 기어와 상기 제1 헬리컬 기어는 서로 같은 방향의 비틀림을 가질 수 있다.

또한 상기 구동축 기어와 상기 제1 헬리컬 기어는 비틀림 각도의 합이 90°를 이룰 수 있다.

또한 상기 구동축 기어는 비틀림 각도가 55° 내지 75°로 형성되고, 상기 제1 헬리컬 기어는 비틀림 각도가 15° 내지 35°로 형성될 수 있다.

또한 상기 제1 회전축상에 배열되어, 상기 제1 헬리컬 기어와 일체로 회전하며, 상기 모터부의 동력을 상기 제2 헬리컬 기어로 전달하기 위한 제3 헬리컬 기어를 더 포함하되, 상기 제1 헬리컬 기어와 상기 제3 헬리컬 기어는 서로 다른 방향의 비틀림을 가질 수 있다.

또한 상기 제1 회전축에 평행인 제3 회전축상에 배열되어, 상기 제3 헬리컬 기어에 맞물려 회전하는 제4 헬리컬 기어 및 상기 제3 회전축상에 배열되어, 상기 제4 헬리컬 기어와 일체로 회전하며, 상기 제2 헬리컬 기어에 맞물리는 제5 헬리컬 기어를 더 포함하되, 상기 제4 헬리컬 기어와 상기 제5 헬리컬 기어는 서로 같은 방향의 비틀림을 가질 수 있다.

또한 상기 제2 회전축은 중공의 축으로 형성될 수 있다.

또한 상기 제1 헬리컬 기어와 상기 제2 헬리컬 기어를 수용하며, 일면에 상기 구동축이 탈착 가능하게 삽입되기 위한 개구가 형성되는 하우징을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 제2 회전축은 상기 하우징의 높이를 기준으로 그 중앙에 배치될 수 있다.

또한 상기 하우징은 상기 구동축을 지지하기 위한 오일리스 베어링을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 헬리크로스 기어드 모터는 모터부가 기어부에 탈착 가능하게 결합됨으로써, 서로 다른 규격의 모터 그리고 서로 다른 기어비의 기어부를 필요에 따라 선택적으로 조합하여 다양하게 활용할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 헬리크로스 기어드 모터는 모터부의 구동축에 나사산 형태의 기어가 형성되고, 헬리컬 기어가 구동축에 수직인 회전축상에 배열되어 상기 구동축 기어에 맞물려 회전함으로써, 상대적으로 소형화할 수 있으면서도 우수한 동력 전달 효율 및 내구성을 가질 수 있다.

또한 본 발명에 따른 헬리크로스 기어드 모터는 기어부의 출력축이 하우징의 높이를 기준으로 그 중앙에 배치됨으로써, 상하로 반전되더라도 동일한 양상으로 설치할 수 있어 작업의 편의성과 설계의 자유도를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터의 모터부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터의 기어부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터에서 하우징의 전면을 제거한 모습의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터에서 하우징의 전면을 제거한 모습의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터에서 하우징의 전면을 제거한 모습의 평면도이다.

도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)의 사시도이다.

또한 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)의 모터부(110)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)의 기어부(120)의 사시도이다.

또한 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)에서 하우징(121)의 전면을 제거한 모습의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)에서 하우징(121)의 전면을 제거한 모습의 정면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터(100)에서 하우징(121)의 전면을 제거한 모습의 평면도이다.

먼저 도 1을 참조하면 헬리크로스 기어드 모터(100)는 모터부(110) 및 기어부(120)를 포함한다.

도 2를 함께 참조하면 모터부(110)는 구동축(DX)에 나사산 형태의 기어(이하 "구동축 기어"라 함)(111)가 형성된다. 이러한 구동축 기어(111)는 예컨대 구동축(DX)의 절삭 가공 등을 통해 형성될 수 있다.

또한 모터부(110)는 외부로부터 전원을 공급받고 각종 동작을 제어하기 위한 컨트롤 박스(112)를 구비할 수 있다.

도 3 내지 6을 더 참조하면 기어부(120)는 하우징(121), 제1 헬리컬 기어(122), 제2 헬리컬 기어(123), 제3 헬리컬 기어(124), 제4 헬리컬 기어(125) 및 제5 헬리컬 기어(126)를 포함한다.

하우징(121)은 제1 내지 제5 헬리컬 기어(122~126)를 수용하는 역할을 한다.

또한 하우징(121)은 일면에 모터부(110)의 구동축(DX)이 탈착 가능하게 삽입되기 위한 개구(121A)가 형성된다.

도면에서는 하우징(121)이 대체적으로 직육면체로 형성되는 것으로 예시되어 있으나, 그 외형은 필요에 따라 달라질 수 있다. 다만 이하에서는 이해의 편의를 위해 도면에 도시된 바와 같이 하우징(121)이 직육면체로 형성되는 경우에 대해 설명한다.

제1 헬리컬 기어(122)는 모터부(110)의 구동축(DX)에 직각인 제1 회전축(RX1)상에 배열되어, 상기 구동축 기어(111)에 맞물려 회전한다.

이때 구동축 기어(111)와 제1 헬리컬 기어(122)는 서로 같은 방향의 비틀림을 갖는다. 이를테면 구동축 기어(111)가 오른쪽 비틀림을 가지면 제1 헬리컬 기어(122)도 오른쪽 비틀림을 갖는다. 반대로 구동축 기어(111)가 왼쪽 비틀림을 가지면 제1 헬리컬 기어(122)도 왼쪽 비틀림을 갖는다. 도면에서는 전자의 경우가 예시되어 있다.

또한 구동축 기어(111)와 제1 헬리컬 기어(122)는 비틀림 각도의 합이 90°를 이룰 수 있다. 특히 구동축 기어(111)는 비틀림 각도가 55° 내지 75°로 형성되고, 제1 헬리컬 기어(122)는 비틀림 각도가 15° 내지 35°로 형성될 수 있다. 이에 의하면 제1 헬리컬 기어(122)의 직경이 상대적으로 작게 형성되더라도 통상적인 베벨 기어, 하이포이드 기어, 웜 기어 등을 채용하는 종래의 기어드 모터들에 비해 약 1.5배 이상 우수한 동력 전달 효율 및 내구성을 가질 수 있다.

제2 헬리컬 기어(123)는 제1 회전축(RX1)에 평행인 제2 회전축(RX2)상에 배열되어, 제1 헬리컬 기어(122)에 연동하여 회전한다.

이를 위해 제1 헬리컬 기어(122)와 제2 헬리컬 기어(123) 사이에 제3 내지 제5 헬리컬 기어(124~126)가 배치될 수 있다.

보다 구체적으로 제3 헬리컬 기어(124)는 제1 회전축(RX1)상에 배열되어, 제1 헬리컬 기어(122)와 일체로 회전한다.

이때 제1 헬리컬 기어(122)와 제3 헬리컬 기어(124)는 서로 다른 방향의 비틀림을 갖는다. 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 제1 헬리컬 기어(122)가 오른쪽 비틀림을 갖는다면 제3 헬리컬 기어(124)는 왼쪽 비틀림을 갖는다. 이에 의하면 제1 헬리컬 기어(122)가 구동축 기어(111)에 맞물려 회전함으로써 제1 회전축(RX1)에 발생하는 축력과 제3 헬리컬 기어(124)가 후술할 제4 헬리컬 기어(125)에 맞물려 회전함으로써 제1 회전축(RX1)에 발생하는 축력이 서로 반대 방향을 이루어 상쇄될 수 있다.

다음으로 제4 헬리컬 기어(125)는 제1 회전축(RX1)과 제2 회전축(RX2)에 평행인 제3 회전축(RX3)상에 배열되어, 앞서 설명한 바와 같이 제3 헬리컬 기어(124)에 맞물려 회전한다.

또한 제5 헬리컬 기어(126)는 제3 회전축(RX3)상에 배열되어, 제4 헬리컬 기어(125)와 일체로 회전하되, 제2 헬리컬 기어(123)에 맞물림으로써, 결과적으로 모터부(110)의 동력을 제2 회전축(RX2)으로 전달할 수 있다.

이때 제4 헬리컬 기어(125)와 제5 헬리컬 기어(126)는 서로 같은 방향의 비틀림을 갖는다. 이에 의하면 제2 회전축(RX2)상에 발생하는 축력과 제3 회전축(RX3)상에 발생하는 축력이 서로 반대 방향을 이루어, 그 축력으로 인해 하우징(121)에 작용하는 응력이 어느 특정한 방향으로 집중되지 않고 분산될 수 있다.

한편 제2 회전축(RX2)은 헬리크로스 기어드 모터(100)의 출력축으로서, 중공의 축으로 형성될 수 있다.

또한 앞서 언급한 바와 같이 하우징(121)이 직육면체로 형성된다면, 제2 회전축(RX2)은 해당 직육면체의 높이를 기준으로 그 중앙에 배치될 수 있다. 이에 의하면 헬리크로스 기어드 모터(100)가 상하로 반전되더라도 동일한 양상으로 설치할 수 있어, 작업의 편의성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 헬리크로스 기어드 모터(100)가 결합될 전체 제품의 설계의 자유도도 개선할 수 있다.

나아가 기어부(120)는 구동축(DX)을 지지하기 위한 베어링(126)을 구비할 수 있다. 특히 이러한 베어링(126)은 오일리스 베어링으로서, 이중 베어링으로 구성될 수 있다.

이상으로 설명한 헬리크로스 기어드 모터(100)의 구성에 기초하여, 이하에서는 그 사용 방법에 대해 설명한다.

먼저 기어부(120)의 하우징(121)의 개구(121A)에 모터부(110)의 구동축(DX)을 삽입한다.

만약 도면에 도시된 바와 같이 구동축 기어(111)가 오른쪽 비틀림을 갖는다면, 개구(121A)에 구동축(DX)을 삽입하여 구동축 기어(111)가 제1 헬리컬 기어(122)에 접하기 시작한 상태에서, 구동축(DX)을 오른쪽으로 회전시키면서 적절한 지점까지 더 삽입할 수 있을 것이다.

이후 별도의 나사(S)를 이용하여 모터부(110)와 기어부(120)를 함께 고정한다.

만약 작동 중 다른 규격의 모터부(110)나 다른 기어비의 기어부(120)를 이용하고자 할 경우 또는 모터부(110)나 기어부(120) 중 어느 하나가 파손될 경우, 상기 나사(S)를 제거한 후 이제 구동축(DX)을 왼쪽으로 회전시키면서 모터부(110)를 기어부(120)로부터 분리하여, 새로운 모터부(110)나 기어부(120)를 장착할 수 있다.

이상으로 설명한 헬리크로스 기어드 모터(100)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 헬리크로스 기어드 모터 중 하나에 불과하다. 본 발명의 기술적 사상은 위 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 바에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 변경할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다 할 것이다.

Claims (9)

1. 구동축에 나사산 형태의 구동축 기어가 형성되는 모터부,
   상기 구동축에 직각인 제1 회전축상에 배열되어, 상기 구동축 기어에 맞물려 회전하는 제1 헬리컬 기어 및
   상기 제1 회전축에 평행인 제2 회전축상에 배열되어, 상기 제1 헬리컬 기어에 연동하여 회전하는 제2 헬리컬 기어를 포함하되,
   상기 구동축 기어와 상기 제1 헬리컬 기어는 서로 같은 방향의 비틀림을 갖고,
   상기 제1 회전축상에 배열되어, 상기 제1 헬리컬 기어와 일체로 회전하며, 상기 모터부의 동력을 상기 제2 헬리컬 기어로 전달하기 위한 제3 헬리컬 기어를 더 포함하되,
   상기 제1 헬리컬 기어와 상기 제3 헬리컬 기어는 서로 다른 방향의 비틀림을 갖고,
   상기 제1 헬리컬 기어와 상기 제2 헬리컬 기어를 수용하며, 일면에 상기 구동축이 탈착 가능하게 삽입되기 위한 개구가 형성되는 하우징을 더 포함하고,
   상기 제2 회전축은 상기 하우징의 높이를 기준으로 그 중앙에 배치되며,
   상기 하우징은 상기 구동축을 지지하기 위한 오일리스 베어링을 구비하는 헬리크로스 기어드 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동축 기어와 상기 제1 헬리컬 기어는 비틀림 각도의 합이 90°를 이루는 헬리크로스 기어드 모터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동축 기어는 비틀림 각도가 55° 내지 75°로 형성되고,
   상기 제1 헬리컬 기어는 비틀림 각도가 15° 내지 35°로 형성되는 헬리크로스 기어드 모터.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 회전축에 평행인 제3 회전축상에 배열되어, 상기 제3 헬리컬 기어에 맞물려 회전하는 제4 헬리컬 기어 및
   상기 제3 회전축상에 배열되어, 상기 제4 헬리컬 기어와 일체로 회전하며, 상기 제2 헬리컬 기어에 맞물리는 제5 헬리컬 기어를 더 포함하되,
   상기 제4 헬리컬 기어와 상기 제5 헬리컬 기어는 서로 같은 방향의 비틀림을 갖는 헬리크로스 기어드 모터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 회전축은 중공의 축으로 형성되는 헬리크로스 기어드 모터.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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