KR20010039991A

KR20010039991A - 기어드모터 및 기어드모터시리즈

Info

Publication number: KR20010039991A
Application number: KR1020000058192A
Authority: KR
Inventors: 쥰 다메나가
Original assignee: 오자와 미토시; 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2001-05-15
Also published as: EP1091144B1; DE60027661T2; TW464735B; JP4368013B2; DE60027661D1; CN100385776C; JP2001108038A; EP1091144A3; EP1091144A2; US6485394B1; CN1290986A

Abstract

모터유닛과, 이 모터유닛의 회전동력을 전달하는 변속기유닛을 조합하여 이루어지는 기어드모터(30)에 있어서, 태양롤러(38), 유성롤러(50), 링롤러(52)를 가지는 단순유성 롤러기구(32)와, 이 단순유성 롤러기구(32)를 수용하는 케이싱(34)을 구비하는 단순유성 롤러유닛(36)을 변속기유닛과 모터유닛 사이에 개재시킨다. 케이싱(34)의 축선방향 양단(兩端)측에는 태양롤러(38)의 지름방향 외측(外側)으로 확대되는 플랜지부(62A, 62B)를 형성하여, 플랜지부의 한쪽을 모터유닛에 연결함과 동시에 다른쪽을 변속기유닛에 연결한다. 더욱이, 모터유닛의 회전동력이 단순유성 롤러기구(32)를 통하여 변속기유닛에 전달하도록 함으로써, 기어드모터에 있어서 사용자의 변속비(比)의 요구에 유연(柔軟)하면서도 확실하게 대응할 수 있음과 동시에 소음의 확대를 억제한다.

Description

기어드모터 및 기어드모터시리즈{A GEARED MOTOR AND GEARED MOTOR SERIES}

본 발명은 모터유닛과, 이 모터유닛의 회전동력을 전달하는 변속기유닛을 조합하여 이루어지는 기어드모터 및 이 기어드모터를 구성 가능한 기어드모터시리즈에 관한 것이다.

회전동력을 발생하는 모터유닛과, 이 회전동력을 감속 또는 증속하는 변속기유닛을 조합한 기어드모터는 기계적으로 증속 또는 감속하는 구조이기 때문에, 모터유닛을 가장 효율이 좋은 상태(회전수(回轉數)영역)에서 운전을 할 수 있어 모든 산업분야에서 널리 이용되고 있다.

예컨대, 도 10에 나타낸 종래의 기어드모터(1)는 모터유닛(2)과 이 모터유닛(2)의 회전동력을 전달하는 변속기유닛(4)을 조합하여 구성되어 있다.

이 모터유닛(2)의 부착면은 모터축(6)의 선단측에 형성된 정방형(正方形)의 모터플랜지(10)에 의해 구성되어 있으며, 이 모터플랜지(10)의 4 귀퉁이에는 각각 볼트구멍(10A)이 관통형성되며, 또한 이 모터플랜지(10)의 중심에는 모터축(6)이 배치되도록 되어 있다.

모터유닛(2)은 모터축(6)으로부터 회전동력을 출력하는 것이며, 도 9에 나타낸 바와 같이 이 모터축(6)은 선단(先端)의 키홈(key way) 가공에 의해 경사톱니형상의 모터피니언(8)을 회동가능하게 지지하도록 되어 있다.

상기 변속기유닛(4)은 3段 감속구조이며, 구체적으로는 상기 모터피니언(8)과 맞물리는 제1기어(12)와, 이 제1기어(12)와 동축 또한 일체적으로 회전하는 제1피니언(14)과, 이 제1피니언(14)과 맞물리는 제2기어(16)와, 이 제2기어(16)와 동축 또한 일체적으로 회전하는 제2피니언(18)과, 이 제2피니언(18)과 맞물리는 출력축기어(20)와, 베어링에 지지되며 이 출력축기어(20)와 일체적으로 회전하는 출력축(22)과, 이들 변속기구를 내부에 수용하는 케이싱(24)을 구비하고 있다.

이 케이싱(24)에는 모터축(6)이 삽입되는 삽입구멍(24A)이 관통하여 형성되어 있으며, 더욱이 이 삽입구멍(24A)을 중심으로 한 정방형의 정점(頂点)위치에 탭구멍(24B)이 각각 형성되어 있다. 이 축삽입구멍(24A)과 4개의 탭구멍(24B)의 배치는 모터유닛(2)측의 모터플랜지(10)에 있어서의 모터축(6)과 4개의 볼트구멍(10A)과 일치하도록 되어 있으며, 도 10에 나타낸 바와 같이 모터유닛(2)과 변속기유닛(4)이 4개의 볼트(26)에 의해 연결되도록 되어 있다.

이 기어드모터(1)에 있어서는 모터유닛(2)의 회전동력을 각 피니언 및 기어를 개재하여 소정의 감속비(比)로 출력축(22)에 전달한다.

일반적으로 이 종류의 기어드모터(1)에 있어서는 소정 간격(공비(公比))으로 변속비가 설정되어 시리즈화된 복수의 변속기유닛(4)이 사전에 준비되어 있고, 실제로 요구되는 변속비에 가장 가까운 변속비를 가지는 변속기유닛(4)을 선택하여 모터유닛(2)과 조합시킴으로써 기어드모터(1)를 구성하도록 되어 있다.

상기와 같이, 기어드모터(1)의 사용자는 변속기유닛(4)의 각종 변속비의 시리즈로부터 최적의 변속비의 것을 선택하는 것이지만, 이 기어드모터(1)가 이용되는 상황에 따라서는 그 후에 변속비를 변경하고자 하는 경우가 존재한다. 이와 같은 경우의 대응으로서는 이하의 방법을 생각할 수 있다.

1) 변속기유닛(4)을 재차 최적의 변속비를 가지는 새로운 것으로 교환한다.

2) 변속기유닛(4)과 모터유닛(2)의 사이에 조절량 만큼의 변속비를 가지는 변속기유닛을 추가한다.

그러나, 1)의 방법에서는 새로운 변속기유닛(4)을 구입할 필요가 있기 때문에 제조비용이 비싸지며, 또한 종래 이용하던 변속기유닛(4)이 무용하게 되는 문제가 있다.

또, 2)의 방법에 있어서는 이미 이용되고 있는 변속기유닛(4)이 당초부터 모터와 연결되는 것을 목적으로서 설계되어 있기 때문에, 변속기유닛(4)과 모터유닛(2)의 사이에 변속기유닛을 개재시키는 것은 현실적으로는 곤란한 일이 많고, 또한 적지않은 바람직하지 못한 현상도 존재했다. 그 이유에 대하여, 이하 구체적으로 설명한다.

제1문제는 변속기유닛(4)측이 단순히 「받는」형의 부착면 구조이기 때문에, 그곳에 별도(모터유닛 이외의) 변속기유닛 등(이하 삽입유닛이라 함)을 연결하는 것은 물리적으로 용이하지 않았다라는 것이다.

모터유닛(2)은 변속기유닛(4) 등의 피(被)구동장치(상대측 기계)에 반드시 연결되는 것이기 때문에, 그 연결을 용이하게 하기 위하여 도 10에 나타낸 바와 같은 모터플랜지(10)가 일반적으로 마련되어 있다. 이것은, 모터측으로부터 볼트구멍(10A)을 통하여 볼트(26)를 삽입하고, 이 볼트(26)를 상대 기계측의 탭구멍(24B)과 나사결합시켜 연결하는 것을 가능하게 하기 위해서이다.

한편, 그 결과로서 변속기유닛(4) 측에 있어서는 단순히 그것을 「받는」구조로 되어 있는 것이 많다. 즉, 모터축(6)이 삽입되는 삽입구멍(24A)을 중심으로 한 정방형의 정점위치에 단순히 탭구멍(24B)이 각각 형성되어 있을 뿐이며, 이 변속기유닛(4)측으로부터 볼트에 의해 연결하는 것이 상정(想定)되고 있지 않은 경우가 많다.

한편, 여기서 삽입유닛 자체에 대하여 생각하면, 이 삽입유닛에 있어서의 변속구조가 예컨대 피니언과 기어 조합의 평행축기어구조인 경우에는 자신에게 삽입되는 모터축(6)과, 이 모터축(6)의 회전을 변속기유닛(4)에 전달하는 출력축을 1단(段)감속구조에서 동축 형상으로 하는 것은 불가능하며, 이로 인하여 필연적으로 삽입유닛에 있어서의 모터축(6)과 출력축을 동축 형상으로 하기 위해서는 2단(段) 이상(2쌍 이상의 기어와 피니언)을 필요로 하며, 삽입유닛의 내부가 복잡한 구조가 될 뿐아니라 모터축(6)의 축선방향으로 장대(長大)한 구조가 된다.

제2문제는, 변속비의 조정이 주된 목적임에도 불구하고 반드시 사용자가 의도한 변속비로 조정할 수 없는 경우가 있다는 것이다.

변속기유닛은 이미 설명한 바와 같이, 소정 간격에서 변속비가 이미 설정되고 시리즈화되어 있으며, 이들을 다른 종류의 시리즈화되어 있는 삽입유닛과 조합하더라도 원하는 변속비를 얻을 수 없는 경우가 있다. 즉, 통상의 기어를 이용한 변속기로 얻어지는 변속비의 조합에서는 최종적으로 얻어지는 변속비의 변화(variation)에 한계가 있고, 실제 변속비의 요구에 따른 미묘한 조정을 할 수 없다.

제3문제는, 변속기유닛끼리를 조합함으로써 소음이 대폭으로 증가한다는 것이다. 구체적으로는 조합되는 변속기유닛끼리가 서로 공진(共振)하거나, 기어의 수가 증가됨에 따라 기어 자체가 발생하는 소음이 증대한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 사용자의 변속비의 요구에 유연하면서도 확실하게 대응할 수 있음과 동시에, 소음의 증대를 억제하는 기어드모터, 또는 이 기어드모터를 복수 타입 구성할 수 있는 기어드모터시리즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관련되는 기어드모터를 나타내는 부분단면도.

도 2는 동(同) 기어드모터의 단순유성 롤러유닛을 확대하여 나타낸 부분단면도.

도 3은 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 단면도.

도 4는 본 발명의 제2실시형태에 관련되는 기어드모터의 단순유성 롤러유닛을 나타낸 부분단면도.

도 5는 동 단순유성 롤러유닛을 이용한 기어드모터를 나타낸 부분단면도.

도 6은 동 기어드모터에 다른 변속기유닛을 연결한 상태를 나타낸 부분단면도.

도 7은 동 기어드모터에 다른 변속기유닛을 연결한 상태를 나타낸 부분단면도.

도 8은 동 기어드모터에 다른 변속기유닛을 연결한 상태를 나타낸 부분단면도.

도 9는 종래의 기어드모터를 나타낸 부분단면도.

도 10은 동 기어드모터를 나타낸 분해사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 모터유닛

4, 80, 88, 108, 120 : 변속기유닛

6 : 모터축

30, 72, 84, 104, 116 : 기어드모터

32 : 단순유성(單純遊星) 롤러기구

34 : 케이싱(casing)

36, 70 : 단순유성 롤러유닛

38 : 태양(太陽)롤러

38A, 40C : 축삽입구멍

40 : 캐리어(carrier)

50 : 유성(遊星)롤러

52 : 링롤러

62A, 62B : 플랜지부

64 : 볼트구멍

82, 90, 110, 122 : 입력축

청구항 1 기재의 발명은, 모터 유닛과, 자신의 입력축이 이 모터 유닛의 모터축과 동축적(同軸的)으로 배치되고, 이 모터 유닛의 회전동력을 전달하는 변속기유닛을 조합하여 이루어지는 기어드모터에 있어서, 태양롤러, 캐리어(carrier)에 지지됨과 동시에 상기 태양롤러의 외주(外周)에 전접(轉接)하는 유성롤러, 그 유성롤러가 자신의 내주(內周)에 전접하는 링롤러를 마찰롤러로서 가지는 단순(單純)유성 롤러기구와, 그 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 케이싱(casing)을 구비하는 단순유성 롤러유닛을 상기 변속기유닛과 모터 유닛 사이에 개재시키고, 상기 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 케이싱의 상기 태양롤러의 축선방향 양단(兩端)측에 있어서, 이 태양롤러의 지름방향 외측(外側)으로 확대되는 플랜지(flange)부를 형성하며, 상기 플랜지부의 한쪽을 상기 모터유닛의 케이싱에 연결함과 동시에, 다른쪽을 상기 변속기유닛의 케이싱에 연결하고, 또한 이 모터유닛의 회전동력이 상기 단순유성 롤러유닛을 통하여 동축성을 가지면서 상기 변속기유닛에 전달되도록 함으로써 상기 목적을 달성하는 것이다.

이 기어드모터는 삽입유닛으로서 단순유성 롤러유닛을 채용하였다. 단순유성 롤러기구는 각 마찰롤러의 바깥지름을 미묘하게 조절할 수 있기 때문에, 톱니수 및 모듈 등에 규제되는 기어변속구조에 비하여 미묘한 변속비에 유연하게 대응할 수 있다. 또한, 이 단순유성 롤러기구는 입출력축을 용이하게 동축화(同軸化) 할 수 있으며 동시에 콤팩트한 구조이면서 큰 변속비를 얻을 수 있다는 이점도 가진다.

따라서, 본 발명자는 단순유성 롤러기구와 이를 지지하는 케이싱 특유의 구조를 살려 양단(兩端)측을 플랜지구조로 할 수 있는 것을 발견하고, 또한 종래 존재했던 소음, 변속비의 미세한 조정 등의 많은 문제점을 정리하여 해결할 수 있다고 생각한 것이다.

즉, 이 기어드모터는 단순유성 롤러기구를 수용하는 케이싱이 양(兩)플랜지구조이기 때문에, 상대측(변속기유닛측 및 모터유닛측)이 다른 유닛과 연결하기 어려운 구조이더라도 이 플랜지에 의해 용이하게 연결하는 것이 가능하게 된다. 이것은 연결용 볼트를 이 플랜지측으로부터 삽입하여 상대측 탭구멍과 나사결합시킬 수 있기 때문이다.

그런데, 마찰롤러에 의해 구성되는 전동(傳動)장치가 기어전동장치와 비교하여 소음을 저감할 수 있는 것은 일반적인 개념으로서는 공지(公知)이다. 그러나, 발명자들은 전동장치로서 단순유성기구를 채용하고, 이 단순유성 롤러유닛을 변동기유닛과 모터유닛 사이에 개재시킨 결과 그 개재시키기 전, 즉 변동기유닛과 모터유닛이 직접 연결되어 있는 상태보다도 소음이 비약적(飛躍的)으로 저감한다는 예상외의 소음저감효과가 있다는 것을 발견하였다(일본국 특허출원 평11-180641호).

그 이유는 불명확한 면도 많지만, 이 단순유성 롤러기구가 유성롤러의 자전(自轉)과 공전(空轉)을 이용한 특유의 동력전달구조이며, (복수의)롤러 접촉면의 마찰에 의해 회전동력을 전달하기 때문에, 각 접촉면 및 유성롤러를 캐리어로 지지하는 부분에 의해 종전(從前)에는 모터유닛과 변속기유닛의 공진(共振)에 의해 생기던 진동ㆍ소음을 대폭으로 흡수할 수 있기 때문이라고 해석된다. 어느 쪽이라 해도 소음저감의 효과는 예상을 크게 넘을 정도로 현저하다.

또한, 케이싱의 양단측에 플랜지부를 형성한 결과 이 양(兩)플랜지측에 있어서 모든 모터유닛 및 변속기유닛을 연결할 수 있게 되고, 다양한 조합의 기어드모터시리즈를 용이하게 제공할 수 있다. 즉, 양플랜지부를 각각 상이한 형상(상이한 볼트배치)으로 할 수도 있기 때문에, 종래 조합할 수 없었던 모터유닛과 변속기유닛이라도 단순유성 롤러유닛을 개재시킴으로써 연결하는 것이 가능해져 폭넓은 기어드모터시리즈를 제공할 수 있다(청구항 4).

또, 이미 연결되어 있던 모터유닛과 변속기유닛 사이에 이 단순유성 롤러유닛을 개재시키는 경우에는 이 양플랜지부의 쌍방에 태양롤러의 축선방향으로 관통하는 복수의 볼트구멍을 서로 동일 배치가 되도록 형성하며, 이 볼트구멍에 삽입되는 부착볼트에 의해 상기 플랜지부의 한쪽을 모터유닛의 케이싱에 연결하고, 다른쪽을 변속기유닛의 케이싱에 연결하도록 하여도 좋다(청구항 2).

물론, 양플랜지에 상기 상이한 배치의 볼트구멍과 동일 배치의 볼트구멍 쌍방을 열어 둘 수도 있으며, 그 경우에는 용도에 따른 가일층(加一層)의 상이한 범용성(汎用性)을 가지게 할 수 있다.

더욱이, 상기 발명에 있어서 링롤러를, 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 케이싱에 고정하여 이 링롤러의 회전을 규제하고, 태양롤러의 회전중심위치에 축삽입구멍을 형성하여 이 축삽입구멍에 상기 모터유닛의 모터축 및 변속기유닛의 입력축 어느 한쪽을 삽입함과 동시에 캐리어의 회전중심위치에 축삽입구멍을 형성하여, 이 축삽입구멍에 상기 모터축 및 상기 입력축의 다른쪽을 삽입하여 모터유닛의 회전동력이 단순유성 롤러유닛을 개재하여 동축성을 가지면서 변속기유닛에 전달하도록 하여도 좋다(청구항 3).

본 발명에 따르면, 종래는 커플링에 의해 연결되어 있던 모터축과 변속기유닛의 입력축에 있어서 이 커플링을 대신하여 단순유성 롤러유닛을 설치할 수 있기 때문에 변속기능을 추가하면서도 축이음(coupling)과 동일한 기능을 다하게 된다.

또, 본 발명에 있어서의 「변속기유닛」이란 입력된 회전동력을 그 회전속도를 변화시켜 출력하는 것을 의미하며 감속기유닛, 증속기유닛 등을 포함하는 것이다.

본 발명의 실시형태의 예로서 이하 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시형태에 관련되는 기어드모터(30)는 모터유닛(2)과 이 모터유닛(2)의 회전동력을 전달하는 변속기유닛(4)을 조합하여 이루어진다. 이 기어드모터(30)는 상기 변속기유닛(4)과 모터유닛(2) 사이에 단순유성 롤러기구(32)와 이 단순유성 롤러기구(32)를 내부에 수용하는 케이싱(34)을 구비하는 단순유성 롤러유닛(36)을 개재시킨 것이다.

또한, 이 기어드모터(30)에 있어서의 모터유닛(2)과 변속기유닛(4)은 도 9에서 이미 나타낸 기어드모터(1)에서의 것과 거의 동일하므로, 동일 부분에는 이 기어드모터(1)와 동일 부호를 부여함으로써 상세한 설명은 생략한다.

단순유성 롤러유닛(36)의 단순유성 롤러기구(32)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 마찰롤러로서 태양롤러(38)와 캐리어(40)에 지지됨과 동시에 태양롤러(38)의 외주에 전접(轉接)하는 유성롤러(50)와, 이 유성롤러(50)가 자신의 내주에 전접하는 링롤러(52)를 구비하고 있다.

구체적으로는 3개의 유성롤러(50)가 태양롤러(38)의 둘레(周)방향으로 일정한 간격으로 배치되고, 각 유성롤러(50)에 캐리어(40)에 일체적으로 마련되는 핀(40A)이 유동가능하게 끼워져(遊嵌)(슬라이드회전이 가능한 상태를 의미) 있다. 또, 유성롤러(50)의 수(數)는 3개로 한정되지 않고 예컨대 90도의 간격으로 4개의 유성롤러가 배치되는 경우도 있다.

링롤러(52)는 둘레방향으로 일정한 간격으로 볼트구멍이 형성되어 있으며, 이 볼트구멍을 관통하는 볼트(54)에 의해 케이싱(34)에 고정되어 있다. 태양롤러(38)는 모터유닛(2)의 모터축(6) 선단에 있어서 미도시한 키(key)에 의해 연결되어 있으며, 이 모터축(6)과 일체가 되어 회전하도록 되어 있다. 또한, 캐리어(40)에는 태양롤러(38)의 중심축선(L)과 동축(同軸)의 전달축(40B)이 일체적으로 마련되어 있으며, 이 선단에는 경사톱니 형상의 입력피니언(56)(도 9에 나타낸 기어드모터(1)에 있어서의 모터피니언(8)과 동일한 모양의 것)이 연결되어 있다.

또한, 부호 (58) 및 (60)은 링 형상의 롤러규제부재이며, 한쪽은 상기 볼트(54)에 의해 링롤러(52)의 단면(端面)에 연결되고 다른쪽은 케이싱 내에 고정되어 있으며, 이들이 유성롤러(50)를 축방향으로 항상 규제함으로써 이 유성롤러(50)가 축방향으로 움직이는 것을 방지하고 있다.

단순유성 롤러기구(32)를 수용하는 케이싱(34)에는 중심축선(L)방향 양단측에 있어서 이 중심축선(L)방향에 대한 지름방향(태양롤러(38) 등의 지름방향) 외측으로 확장되는 플랜지부(62A, 62B)가 일체적으로 형성되며, 한쪽의 플랜지부(62A)가 모터유닛(2)의 모터플랜지(10)(모터유닛(2)의 케이싱의 일부)에 연결됨과 동시에, 다른쪽의 플랜지부(62B)가 변속기유닛(4)의 케이싱(24)에 연결되어 있다. 따라서, 모터유닛(2)측의 플랜지부(62A)에는 중심축선(L)방향으로 관통하는 복수의(탭이 형성됨) 볼트구멍(64)이 모터플랜지(10)의 볼트구멍(10A)과 동일 배치가 되도록 형성되며, 또한 변속기유닛(4)측의 플랜지부(62B)에는 변속기유닛(4)의 케이싱(24)에 형성되는 탭구멍(24B)과 동일 배치가 되는 볼트구멍(64)이 중심축선(L)방향으로 관통하여 형성되어 있다.

이 기어드모터(30)는 상기와 같이 구성되어 있기 때문에 모터유닛(2)의 회전동력이 단순유성 롤러유닛(36)을 개재하여 변속기유닛(4)에 전달되도록 되어 있다. 또한, 단순유성 롤러유닛(36)의 케이싱(34)은 양(兩)플랜지구조로 되어 있기 때문에, 이 양플랜지부(62A, 62B) 사이의 공간(62C)으로부터 볼트를 삽입하여, 연결되는 상대측(모터유닛(2)측 및 변속기유닛(4)측)을 향하여 볼트를 나사결합시켜 고정할 수 있기 때문에, 상대부재(部材)측의 장착면상태에 좌우되지 않고 확실하게 이 단순유성 롤러유닛을 조립할 수 있다.

케이싱(34)의 양플랜지구조는 일반적으로 말하면 케이싱(34)의 내부공간을 축소하게 되어 바람직하지 못하다고 생각되지만, 본 실시예와 같이 내부에 단순유성 롤러기구(32)가 조립되는 경우에는 태양롤러(38), 캐리어(40), 링롤러(52)의 어느 하나를 케이싱(34)에 고정할 필요가 있기 때문에 오히려 바람직하게 된다.

또한, 이 단순유성 롤러기구(32)는 큰 변속비를 얻을 수 있음과 동시에 미묘한 변속비의 조정이 가능하며, 게다가 기어구조의 것과 비교하여 소음을 작게 억제할 수 있다. 즉, 단순유성 롤러기구(32)는 대단히 뛰어난 「변속비 조정기능」을 가지게 된다.

다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 관련되는 기어드모터에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 4에 나타내는 기어드모터에 조립되는 단순유성 롤러유닛(70)에 대하여 상세하게 설명한다. 이 단순유성 롤러유닛(70)은 마찰롤러로서 태양롤러(38), 캐리어(40)에 지지됨과 동시에 태양롤러(38)의 외주에 전접하는 유성롤러(50), 이 유성롤러(50)가 자신의 내주에 전접하는 링롤러(52)를 가지는 단순유성 롤러기구(32)와, 이 단순유성 롤러기구(32)를 내부에 수용하는 케이싱(34)을 구비하여 구성되어 있다.

링롤러(52)는 케이싱(34)에 고정됨으로써 회전이 규제되어 있다. 또한, 태양롤러(38)의 회전중심위치에는 축삽입구멍(38A)이 형성되고, 이 축삽입구멍(38A)에 모터유닛의 모터축 또는 변속기유닛 입력축의 어느 한쪽(본 실시예에서는 모터축)이 삽입 가능하게 되어 있다. 더욱이, 캐리어(40)의 회전중심위치에도 축삽입구멍(40C)이 형성되며, 이 축삽입구멍(40C)에는 모터유닛의 모터축 또는 변속기유닛의 입력축의 어느 다른쪽(본 실시예에서는 입력축)을 삽입 가능하게 되어 있다.

케이싱(34)은 양단(兩端)에 있어서 플랜지부(62A, 62B)가 일체적으로 형성되어 있으며, 한쪽(태양롤러(38)측)의 플랜지부(62A)는 후술하는 모터유닛의 부착면과 일치하도록 볼트구멍 등이 형성되고, 다른쪽(캐리어(40)측)의 플랜지부(62B)는 후술하는 변속기유닛의 부착면과 일치하도록 볼트구멍 등이 형성되어 있다.

즉, 이 단순유성 롤러유닛(70)은 기어드모터를 시리즈화하는 것을 염두에 두고 설계된 것이며, 한쪽 플랜지부(62A)와 연결할 수 있는 모터를 종류마다 준비함과 동시에 다른쪽 플랜지부(62B)에 연결할 수 있는 변속기유닛을 종류마다 준비하여 두면, 이들을 조합함으로써 폭넓은 용도에 따른 기어드모터시리즈를 제공할 수 있게 된다.

또, 이 단순유성 롤러유닛(70)에 있어서의 단순유성 롤러기구(32) 등의 그 외의 구성에 대해서는 이미 도 2에서 나타낸 단순유성 롤러유닛(36)과 거의 같으므로 동일 부분에 대해서는 이와 동일 부호를 부여함으로써 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 이 단순유성 롤러유닛(70)을 조립한 기어드모터시리즈에 대하여 설명한다.

이 기어드모터시리즈의 제1실시예에 관련되는 기어드모터(72)는 도 5에 나타낸 바와 같이 태양롤러(38)측의 플랜지부(62A)에는 모터유닛(2)이, 캐리어(40)측의 플랜지부(62B)에는 변속기유닛(80)이 연결되어 있다.

이 변속기유닛(80)은 내치(內齒)기어(74) 및 이 내치기어(74)에 내접 맞물림하는 외치(外齒)기어(76)를 가지며, 또한 이 내치기어(74)의 중심이 외치기어(76) 주위의 내측에 있는 요동(搖動)내접 맞물림기어 감속기구(국제분류 F16H1/32에 해당하는 기어기구)를 내부에 수용하고 있다.

모터유닛(2)의 모터축(6)은 태양롤러(38)의 축삽입구멍(38A)에 삽입되고 키(key)결합에 의해 회전방향으로 걸어맞춰지도록 되어 있다. 또한, 변속기유닛(80)에 있어서의 외치기어(76)를 편심(偏心) 요동 회전시키는 입력축(82)은 캐리어(40)에 형성되는 축삽입구멍(40C)과 스플라인결합되어 있다.

이 기어드모터(72)는 모터유닛(2)의 회전동력을 단순유성 롤러유닛(70)에 의해 감속하여 입력축(82)에 전달한다. 이 입력축(82)에 전달된 회전동력은 요동내접 맞물림기어 감속기구(78)에 의해 외치기어(76)의 자전(自轉)성분만이 추출되어 출력축(84)에 전달된다.

특히, 이 종류의 요동내접 맞물림기어 감속기구(78)를 내부에 가지는 변속기유닛(80)은 외치기어(76)가 편심 회전하기 때문에 진동 및 소음이 생기기 쉬운 구조이지만, 상술한 바와 같이 단순유성 롤러유닛(70)의 존재에 의해 전체로서 소음 및 진동이 예상을 넘는 크기로 대폭으로 저감되는 것이 확인되었다.

다음으로, 도 6을 참조하여 기어드모터시리즈의 제2실시예에 관련되는 기어드모터(84)에 대하여 설명한다. 이 기어드모터(84)는 단순유성 롤러유닛(70)의 태양롤러(38)측의 플랜지부(62A)에 모터유닛(2)이, 반대측 플랜지부(62B)에는 직교축 기어 감속기구(86)를 내부에 수용한 변속기유닛(88)이 연결되어 있다.

이 직교축 기어 감속기구(86)는 일단(一端)이 캐리어(40)의 축삽입구멍(40C)에 스플라인결합하고, 타단(他端)측에는 하이포이드(hypoid) 피니언(90A)이 일체적으로 형성되는 입력축(90)과, 이 입력축(90)의 축선방향과 직교하는 회전중심축을 가지며, 상기 하이포이드 피니언(90A)과 맞물리는 하이포이드기어(92)와, 이 하이포이드기어(92)와 동축이면서 일체적으로 회전하는 제1피니언(94)과, 이 제1피니언(94)과 맞물리는 제1기어(96)와, 이 제1기어(96)와 동축이면서 일체적으로 회전하는 제2피니언(98)과, 이 제2피니언(98)과 맞물리는 출력축기어(100)와, 이 출력축기어(100)를 지지하는 홀로(hollow)형 출력축(102)을 구비하고 있으며, 입력축(90)과 출력축(102)이 직각의 관계로 되어 있다.

이 기어드모터(84)에 의하면, 모터유닛(2)의 회전동력이 단순유성 롤러기구(32) 및 직교축 기어 감속기구(86)를 통하여 소정의 감속비로써 90도 회전하여 배치된 출력축(102)에 전달된다.

다음으로 도 7을 참조하여 기어드모터시리즈의 제3실시예에 관련되는 기어드모터(104)에 대하여 설명한다.

이 기어드모터(104)는 단순유성 롤러유닛(70)의 태양롤러(38)측의 플랜지부(62A)에는 모터유닛(2)이, 반대측의 플랜지부(62B)에는 평행축 기어 감속기구(106)를 내부에 수용하는 변속기유닛(108)이 연결되어 있다.

이 평행축 기어 감속기구(106)는 일단이 캐리어(40)의 축삽입구멍(40C)에 스플라인결합함과 동시에 타단에는 입력피니언(110A)이 연결되는 입력축(110)과, 이 입력피니언(110A)과 맞물리는 출력기어(112)와, 이 출력기어(112)의 중심을 관통하여 그 출력기어(112)와 회전방향으로 걸어맞춰지는 홀로형 출력축(114)을 구비하고 있으며, 입력축(110)과 출력축(114)이 평행으로 되어 있다.

다음으로 도 8을 참조하여 기어드모터시리즈의 제4실시예에 관련되는 기어드모터(116)에 대하여 설명한다.

이 기어드모터(116)는 단순유성 롤러유닛(36)의 태양롤러(38)측의 플랜지부(62A)에는 모터유닛(2)이, 반대측 플랜지부(62B)에는 베벨(bevel)기어에 의한 직교축 기어 감속기구(118)를 내부에 가지는 변속기유닛(120)이 연결되어 있다. 이 베벨기어에 의한 직교축 기어 감속기구(118)는 일단이 캐리어(40)의 축삽입구멍(40C)에 스플라인결합되고, 타단에는 베벨기어 피니언(122A)이 일체적으로 마련되는 입력축(122)과, 이 베벨기어 피니언(122A)과 맞물리는 출력측 베벨기어(124)와, 이 출력측 베벨기어(124)를 지지함과 동시에 회전축이 입력축(122)과 직교하는 홀로형의 출력축(126)을 구비하여 구성되어 있다.

따라서, 도 6에 나타낸 기어드모터(84)에 있어서는 입력축(90)과 출력축(102)은 직교 관계가 되긴 하지만 어긋나 있는 반면, 이 기어드모터(116)에 있어서는 입력축(122)과 출력축(126)의 회전축이 교차하게 되어 있다.

이상과 같이, 양플랜지형의 케이싱에 있어서 내부에 단순유성 롤러기구를 구비한 단순유성 롤러유닛(36)을 이용하면, 이것을 마치 커플링으로 기능시킴으로써 복수 종류의 모터유닛 및 복수 종류의 변속기유닛을 용이하게 조합시킬 수 있으며, 폭넓은 변화(variation)를 가지는 기어드모터시리즈를 제공하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 의하면 저소음, 콤팩트하면서 폭넓은 변속비의 요구에 유연하면서도 엄밀하게 대응할 수 있는 기어드모터, 또는 이 기어드모터를 복수 타입 구성가능한 기어드모터시리즈를 얻을 수 있다.

Claims

모터 유닛과, 자신의 입력축이 이 모터 유닛의 모터축과 동축적(同軸的)으로 배치되고, 이 모터 유닛의 회전동력을 전달하는 변속기유닛을 조합하여 이루어지는 기어드모터에 있어서,

태양롤러, 캐리어(carrier)에 지지됨과 동시에 상기 태양롤러의 외주(外周)에 전접(轉接)하는 유성롤러, 그 유성롤러가 자신의 내주(內周)에 전접하는 링롤러를 마찰롤러로서 가지는 단순(單純)유성 롤러기구와, 그 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 케이싱(casing)을 구비하는 단순유성 롤러유닛을 상기 변속기유닛과 모터 유닛 사이에 개재시키고,

상기 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 케이싱의 상기 태양롤러의 축선방향 양단(兩端)측에 있어서, 태양롤러의 지름방향 외측(外側)으로 확대되는 플랜지(flange)부를 형성하며,

상기 플랜지부의 한쪽을 상기 모터유닛의 케이싱에 연결함과 동시에, 다른쪽을 상기 변속기유닛의 케이싱에 연결하고, 또한 이 모터유닛의 회전동력이 상기 단순유성 롤러유닛을 통하여 동축성을 가지면서 상기 변속기유닛에 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1항에 있어서, 상기 플랜지부의 쌍방에 상기 태양롤러의 축선방향으로 관통하는 복수의 볼트구멍을 서로 동일 배치가 되도록 형성하고,

그 볼트구멍에 삽입되는 부착볼트에 의해, 상기 플랜지부를 상기 모터유닛 및 변속기유닛의 케이싱에 각각 연결한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 링롤러를 상기 단순유성 롤러기구를 내부에 수용하는 상기 케이싱에 고정하여 이 링롤러의 회전을 규제하고,

상기 태양롤러의 회전중심위치에 축삽입구멍을 형성하여, 그 축삽입구멍에 상기 모터유닛의 상기 모터축 및 상기 변속기유닛의 상기 입력축의 어느 한쪽을 삽입함과 동시에,

상기 캐리어의 회전중심위치에 축삽입구멍을 형성하여, 그 축삽입구멍에 상기 모터축 및 상기 입력축의 다른쪽을 삽입하고,

상기 모터유닛의 회전동력이 상기 단순유성 롤러유닛을 통하여 동축성을 가지면서 상기 변속기유닛에 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항에 기재된 기어드모터의 시리즈에 있어서,

상기 모터유닛으로서 복수 타입의 모터유닛을 가지는 모터유닛 선택군(群)과, 상기 변속기유닛으로서 복수 타입의 변속기유닛을 가지는 변속기유닛 선택군을 구비하며,

이들 선택군으로부터 각 1개씩 선택한 상기 모터유닛 및 상기 변속기유닛을 조합하여, 임의(任意)타입의 상기 기어드모터를 선택 가능하게 한 것을 특징으로 하는 기어드모터 시리즈.