KR20090094210A - Reduction-gears integrated pmdc motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모터의 일측에 웜에 의해 연결된 감속기가 일체로 구비된 PMDC 모터에 관한 것으로, 모터케이스에 설치되는 고정자는 Nd-Fe-B 마그네트로 구성되며, 모터축에 방사형으로 설치된 타깃과 그로부터 회전수를 감지하는 센서가 설치되어 출력과 효율이 향상될 뿐만 아니라, 회전각도 조절이 가능한 감속기 일체형 PMDC 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a PMDC motor having a reduction gear connected to one side of the motor by a worm integrally, the stator installed in the motor case is composed of Nd-Fe-B magnet, the target radially installed on the motor shaft and rotates therefrom The present invention relates to a speed reducer-integrated PMDC motor, in which a number sensor is installed to improve output and efficiency, as well as to adjust the rotation angle.
일반적으로 사용되고 있는 모터에는 내부 중앙에 회전자가 구성되고 이를 감싸는 형태로 고정자가 구성되어 회전자는 고정자 내에서 회전하도록 구성된다.In general, a motor which is used has a rotor in the center of the inside and a stator is configured to surround it so that the rotor is configured to rotate in the stator.
이러한 모터는 고정자의 내부 원주에 일정한 간격으로 코일권선홈을 구성하고 있는 회전자가 구성되고, 상기 회전자의 코일권선홈을 따라 코일을 권선하여 자기장을 유도하도록 구성된다.The motor comprises a rotor constituting a coil winding groove at regular intervals on the inner circumference of the stator, and is configured to induce a magnetic field by winding a coil along the coil winding groove of the rotor.
상기에서 코일이 권선된 회전자는 고정자의 내부 중앙에 삽입하게 되는데, 고정자의 내부면 양측으로 영구자석이 부착되어 있으며 회전자에 직류전압을 가하면 플레밍의 왼손법칙에 의해 자력이 형성되고 회전자와 고정자 사이에 상호반작용을 일으켜 자력반발에 의해 회전자기장이 발생하여 토크가 발생하게 된다.The coil wound in the coil is inserted into the inner center of the stator. The permanent magnet is attached to both sides of the inner surface of the stator. The interaction between the two causes a magnetic field to generate a rotating magnetic field to generate torque.
위와 같은 모터의 축에 웜을 조립하고 그 웜과 치합되는 웜휠이 치합된 감속기가 일체로 형성된 모터가 다수 출시되고 있는바, 이러한 감속기가 구비된 모터는 산업분야에 널리 사용됨으로 인해 이미 오래전부터 개발되어 사용되어오고 있다.There are many motors that are equipped with a reducer in which the worm is assembled on the shaft of the motor and the worm wheel engaged with the worm is released. Since the motor with such a reducer has been widely used in industrial fields, it has been developed for a long time. Has been used.
그 중 가장 널리 사용되고 있는 감속기가 구비된 모터를 도 1을 통해 살펴보면, 모터부 및 감속기부 내에는 모터축(1)이 전 길이에 걸쳐 가설되고, 모터측 베어링(2), 감속기부측 베어링(3) 및 중간부베어링(4)에 의해 회전가능하게 지지되어 있으며, 모터축(1)에는 웜(5), 아마추어 및 커뮤데이터가 압입고정되어 있고, 웜(5)은 감속기부에서 웜휠(6)에 치합되어 있어 웜휠(6)에 고정된 출력축(7)에 모터축(1)의 회전력을 감속시켜 전달하도록 되어 있다.Looking at the motor equipped with the reducer which is the most widely used among them through Figure 1, the motor shaft (1) is hypothesized over the entire length in the motor portion and the reducer portion, the motor side bearing (2), reducer side bearing ( 3) and an intermediate part bearing 4 so as to be rotatable, the worm 5, armature and commu data are press-fitted to the motor shaft 1, and the worm 5 is a worm wheel 6 at the reduction gear part. ), The rotational force of the motor shaft (1) is decelerated and transmitted to the output shaft (7) fixed to the worm wheel (6).
중간부 베어링(4)은 모터케이스 및 기어케이스와 별체로 형성된 베어링홀더(8)에 의해 모터케이스에 지지되고 베어링홀더(8)를 통하여 중심에 위치하는 구성이고, 이 베어링홀더(8)는 브러시홀더 지주로서의 추가기능을 가지며, 더욱이 모터축(1)에 웜(5)을 조립하는 작업성을 향상시키도록 중간부베어링(4)은 웜(5)으로부터 충분한 거리(L)에 위치한 구조를 갖는다.The intermediate bearing 4 is supported by the motor case by a bearing holder 8 formed separately from the motor case and the gear case, and is located in the center through the bearing holder 8. The bearing holder 8 is a brush. The intermediate bearing 4 has a structure located at a sufficient distance L from the worm 5 so as to improve the workability of assembling the worm 5 to the motor shaft 1, as an additional function as a holder support. .
상기와 같이 구성된 종래의 감속기가 구비된 모터는 단순히 정역회전을 통한 회전방향의 제어는 가능하나 회전속도를 조절하기에는 무리가 있어서 사용의 범위가 좁은 문제점이 있었다.The motor with a conventional speed reducer configured as described above is simply capable of controlling the rotational direction through forward and reverse rotation, but there is a problem in that the range of use is narrow because it is difficult to adjust the rotational speed.
뿐만 아니라, 모터의 회전각도를 조절은 원천적으로 불가능하여 회전각도의 제어를 위해서는 고가의 서보모터나 스테핑모터를 사용해야 하는 또 다른 폐단이 있었다.In addition, it was impossible to adjust the rotation angle of the motor inherently, there was another closed end to use an expensive servo motor or stepping motor to control the rotation angle.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 본 발명은 크게 세 부분으로 구성되는바, 모터케이스(11) 내부로 고정자(12)가 설치되고, 모터케이스(11)의 중앙으로 회전자(13)가 결합된 모터축(14)이 설치되되, 모터축(14)의 일측으로는 방사형으로 설치된 막대형태의 타깃(15)이 설치되며, 타깃(15)의 움직임을 인식하도록 모터케이스(11)의 일측에 센서(16)가 구비된 모터부(10)와; 상기 모터축(14)의 끝단에 연장되게 설치된 웜(20)과; 상기 웜(20)과 맞물려 회전하는 웜휠(32)이 기어케이스(31)의 내부에 설치되고, 웜휠(32)의 중앙에는 출력축(33)이 설치되어 기어케이스(31)의 외부로 돌출되게 설치된 감속기부(30)로 구성되어, 모터에서 발생된 회전력을 감속기를 통해 출력축으로 전달하도록 구성된 대략적인 구성을 갖는다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above problems, and the present invention consists of three parts. The stator 12 is installed inside the motor case 11, and rotates to the center of the motor case 11. The motor shaft 14 coupled with the electron 13 is installed, and a rod-shaped target 15 is installed radially on one side of the motor shaft 14, and the motor case is configured to recognize the movement of the target 15. A motor unit 10 provided with a sensor 16 on one side of the 11; A worm 20 installed to extend at an end of the motor shaft 14; The worm wheel 32 which rotates in engagement with the worm 20 is installed inside the gear case 31, and an output shaft 33 is installed at the center of the worm wheel 32 to protrude out of the gear case 31. Composed of the reducer portion 30, it has a rough configuration configured to transmit the rotational force generated in the motor to the output shaft through the reducer.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 모터축에 형성된 타깃과 모터케이스에 설치된 센서에 의해 모터축의 회전을 인식하고 제어할 수 있도록 하여, 기존에 사용되던 고가의 서보모터나 스테핑모터와 동일한 기능을 적은 비용으로 실현할 수 있어서 모터의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용절감에도 유용한 효과가 있다.The present invention configured as described above, by using the target formed in the motor shaft and the sensor installed in the motor case to recognize and control the rotation of the motor shaft, the same function as the expensive servo motor or stepping motor used in the past at a low cost In addition, the motor efficiency can be increased and the cost can be reduced.
도 1은 종래 감속기 일체형 PMDC 모터의 정단면도1 is a front sectional view of a conventional reduction gear integrated PMDC motor
도 2는 본 발명의 분해 사시도2 is an exploded perspective view of the present invention
도 3은 본 발명의 정면도3 is a front view of the present invention
도 4는 본 발명의 우측면도4 is a right side view of the present invention
도 5는 본 발명의 좌측면도5 is a left side view of the present invention
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]
10: 모터부 11: 모터케이스10: motor unit 11: motor case
12: 고정자 13: 회전자12: stator 13: rotor
14: 모터축 15: 타깃14: motor shaft 15: target
16: 센서 20: 웜16: Sensor 20: Worm
30: 감속기부 31: 기어케이스30: reducer 31: gear case
32: 웜휠 33: 출력축32: worm wheel 33: output shaft
본 발명은 모터의 일측에 웜에 의해 연결된 감속기가 일체로 구비된 PMDC 모터에 관한 것으로, 모터케이스에 설치되는 고정자는 Nd-Fe-B 마그네트로 구성되며, 모터축에 방사형으로 설치된 타깃과 그로부터 회전수를 감지하는 센서가 설치되어 출력과 효율이 향상될 뿐만 아니라, 회전각도 조절이 가능한 특징이 있다.The present invention relates to a PMDC motor having a reduction gear connected to one side of the motor by a worm integrally, the stator installed in the motor case is composed of Nd-Fe-B magnet, the target radially installed on the motor shaft and rotates therefrom A number sensor is installed to improve output and efficiency, as well as to adjust the rotation angle.
도 2는 본 발명의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 정면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 우측면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 좌측면도를 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이, 모터부(10)와 웜(20) 및 감속기부(30)로 나뉘며, 모터부(10)의 모터축(14)과 연장되는 형태로 웜(20)이 설치되고, 웜(20)과 맞물려 회전하도록 웜휠(32)이 내재된 감속기부(30)로 구성된다.Figure 2 shows an exploded perspective view of the present invention, Figure 3 shows a front view of the present invention, Figure 4 shows a right side view of the present invention, Figure 5 shows a left side view of the present invention, Likewise, the worm 20 is divided into a motor unit 10, a worm 20, and a reducer unit 30, and extends with the motor shaft 14 of the motor unit 10, and the worm 20 is installed. The worm wheel 32 is composed of an induction reducer 30 to engage and rotate.
우선, 본 발명의 모터부(10)의 구성을 살펴보면, 통상의 모터와 유사한 외형을 가지는바, 모터케이스(11)의 내부로 고정자(12)가 설치되고, 모터케이스(11)의 중앙으로 회전자(13)가 결합된 모터축(14)이 설치되되, 모터축(14)의 일측으로는 방사형으로 설치된 막대형태의 타깃(15)이 설치되며, 타깃(15)의 움직임을 인식하도록 모터케이스(11)의 일측에 센서(16)가 구비된 구성을 갖는다.First, looking at the configuration of the motor unit 10 of the present invention, having a similar appearance to a conventional motor, the stator 12 is installed inside the motor case 11, and rotates to the center of the motor case 11 The motor shaft 14 coupled with the electron 13 is installed, and a rod-shaped target 15 is installed radially on one side of the motor shaft 14, and the motor case is configured to recognize the movement of the target 15. One side of 11 has a configuration in which the sensor 16 is provided.
상기 모터케이스(11)의 내부에 설치되는 고정자(12)는 반원통관 형태로 제작된 한 쌍의 영구자석으로 구성되되, 영구자석의 재질은 Nd-Fe-B 마그네트를 사용하여 고출력, 고효율의 특성을 갖도록 구성된다.The stator 12 installed inside the motor case 11 is composed of a pair of permanent magnets manufactured in the form of a semi-cylinder tube, and the material of the permanent magnet is Nd-Fe-B magnet, which has high power and high efficiency. It is configured to have.
한편, 모터케이스(11)의 중앙을 가로지르도록 설치되는 모터축(14)에는 통상의 모터와 마찬가지로 회전자(13)가 설치되어 있으며, 통상의 모터와 다른 점이라 할 수 있는 모터축(14)의 일측에는 타깃(15)이 설치되어 있고, 모터케이스(11)의 일측에 구비된 센서(16)에 타깃(15)이 신호를 인가하여 모터축(14)의 회전을 식별 및 제어할 수 있도록 구성된다.On the other hand, the rotor shaft 13 is installed in the motor shaft 14 installed to cross the center of the motor case 11, similarly to a normal motor, and the motor shaft 14 can be said to be different from the conventional motor. ), One side of the target 15 is installed, and the target 15 applies a signal to the sensor 16 provided on one side of the motor case 11 to identify and control the rotation of the motor shaft 14. It is configured to be.
본 발명에서는 타깃(15)의 형태를 90°의 간격으로 나누어 네 방향으로 설치함으로써 모터축(14)의 회전을 90°간격으로 식별 및 제어하도록 하였으나, 타깃(15)의 간격을 60° 혹은 45° 간격으로 세분함으로써 더욱 정밀하게 식별 및 제어할 수 있는 등의 변형실시도 충분히 가능한 구성을 갖는다.In the present invention, the shape of the target 15 is divided into 90 ° intervals so as to be installed in four directions to identify and control the rotation of the motor shaft 14 at 90 ° intervals. By subdividing at intervals, it is possible to more precisely identify and control the deformation.
또한, 웜(20)의 구성을 살펴보면, 통상적으로 사용되는 웜과 동일한 형태로 구성되는바, 모터축(14)의 끝단에 연장되어 모터축(14)의 회전에 따라서 자전하도록 구성된다.In addition, looking at the configuration of the worm 20, it is configured in the same form as the worm commonly used, is extended to the end of the motor shaft 14 is configured to rotate in accordance with the rotation of the motor shaft (14).
마지막으로 본 발명의 감속기부(30)의 구성을 살펴보면, 기어케이스(31)의 내부로 상기 웜(20)과 맞물려 회전하는 웜휠(32)이 설치되고, 웜휠(32)의 중앙에는 출력축(33)이 설치되어 기어케이스(31)의 외부로 돌출되게 설치된 구성을 갖는다.Finally, looking at the configuration of the reduction gear unit 30 of the present invention, the worm wheel 32 is rotated in engagement with the worm 20 inside the gear case 31, the output shaft 33 in the center of the worm wheel 32 ) Is installed to protrude to the outside of the gear case (31).
다시 말해, 모터축(14)으로부터 발생된 회전력은 웜(20)을 거쳐 웜휠(32)을 회전시키게 되는데 이때 웜휠(32)에 의해 감속이 이루어지고, 웜휠(32)의 중앙에 형성된 출력축(33)이 회전하게 된다.In other words, the rotational force generated from the motor shaft 14 rotates the worm wheel 32 via the worm 20, at which time the deceleration is made by the worm wheel 32 and the output shaft 33 formed at the center of the worm wheel 32. ) Will rotate.
상기와 같이 구성된 본 발명의 조립과정을 살펴보면, 우선 모터케이스(11)의 내부로 고정자(12)를 설치하고, 모터케이스(11)의 중앙을 가로지르도록 회전자(13)가 설치된 모터축(14)을 설치하며, 모터축(14)의 일측에는 타깃(15)을 설치하고, 타깃(15)과 대응하는 위치에 센서(16)를 설치하여 모터부(10)를 완성한 후, 모터축(14)과 연장되게 웜(20)을 설치한다.Looking at the assembly process of the present invention configured as described above, first install the stator 12 into the interior of the motor case 11, the motor shaft in which the rotor 13 is installed to cross the center of the motor case 11 ( 14), the target 15 is installed on one side of the motor shaft 14, the sensor 16 is installed at a position corresponding to the target 15, and the motor unit 10 is completed. 14) and the worm 20 is installed to extend.
그런 다음, 기어케이스(31)의 내부에 출력축(33)이 형성된 웜휠(32)을 설치하고, 웜휠(32)과 웜(20)을 치합함으로써 본 발명의 조립을 완성한다.Then, the worm wheel 32 with the output shaft 33 is formed inside the gear case 31, and the worm wheel 32 and the worm 20 are engaged to complete the assembly of the present invention.
위와 같이 조립된 본 발명의 작동과정을 살펴보면, 외부의 전원을 통해 회전자(13)에 전원이 인가되면 고정자(12)와의 반응을 통해 모터축(14)이 회전하게 되는바, 이때 모터축(14)에 설치된 타깃(15)도 함께 회전하면서 센서(16)에 의해 모터축(14)의 회전을 감지하게 된다.Looking at the operating process of the present invention assembled as described above, when the power is applied to the rotor 13 through an external power source, the motor shaft 14 is rotated through the reaction with the stator 12, wherein the motor shaft ( The target 15 installed at 14 also rotates together to sense the rotation of the motor shaft 14 by the sensor 16.
또한, 모터축(14)의 회전은 웜(20)을 통해 웜휠(32)로 전해지고 웜휠(32)의 회전에 의해 출력축(33)이 회전하여 출력축(33)과 결합된 작동대상물이 움직이도록 구성된다.In addition, the rotation of the motor shaft 14 is transmitted to the worm wheel 32 through the worm 20 and the output shaft 33 is rotated by the rotation of the worm wheel 32 is configured to move the operation object coupled to the output shaft 33. do.
이때, 타깃(15)과 센서(16)에 의해 모터축(14)의 회전수를 감지하여 이를 감속비로 환산하여 출력축(33)의 회전을 제어할 수 있는 전제적인 작동과정을 갖는다.At this time, the target 15 and the sensor 16 detects the rotational speed of the motor shaft 14 and converts it into a reduction ratio to have a preliminary operation process capable of controlling the rotation of the output shaft 33.
상기와 같은 본 발명은 다양한 분야에서 적용이 될 수 있는바, 특히 청소용 로봇에 적용될 경우, 이동주행성 향상 및 무게 감소를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 효율과 출력을 향상되어 배터리의 사용시간을 연장하는 등의 성능개선에 유용한 발명이라 하겠다.The present invention as described above can be applied in various fields, in particular, when applied to the cleaning robot, it is possible to realize not only to improve the mobility and weight reduction, but also to improve the efficiency and output to extend the use time of the battery, etc. It is a useful invention to improve the performance of the.
Claims (2)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111828552A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-27 | 株式会社电装 | Rotary actuator |
| WO2022092839A1 (en) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | 주식회사 아모텍 | Driving motor equipped with bldc motor, and actuator using same |
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2009
- 2009-08-17 KR KR1020090075758A patent/KR20090094210A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| CN111828552A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-27 | 株式会社电装 | Rotary actuator |
| WO2022092839A1 (en) * | 2020-10-28 | 2022-05-05 | 주식회사 아모텍 | Driving motor equipped with bldc motor, and actuator using same |
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