KR20120081567A - 회전 전기 기계 및 회전 장치 - Google Patents

회전 전기 기계 및 회전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 롤러 기어 캠이 마련된 입력축, 및 롤러 기어 캠과 순차적으로 맞물리도록 구성된 캠 종동부가 외주에 마련되며 입력축에 대해 수직인 방향으로 연장되는 출력축을 갖는 감속기와 일체로 형성되며, 자계와 전기자 중 하나를 회전자로, 다른 하나를 고정자로 채용하도록 구성된 회전 전기 기계로서, 고정자에 고정되며 감속기의 입력축과 단일 축으로서 일체 형성되는 회전축을 포함하는 회전 전기 기계를 개시한다.

Description

회전 전기 기계 및 회전 장치{ROTATING ELECTRICAL MACHINE AND ROTATING APPARATUS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 1월 11일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2011-003182 호 및 2011년 2월 2일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2011-020474 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 본 명세서에 참조를 위해 전체로서 통합되어 있다.
본 발명은 회전 테이블 장치 등의 구동원에 이용되는 회전 전기 기계 및 그 회전 전기 기계를 포함한 회전 장치에 관한 것이다.
종래, 예컨대 공작 기계 분야에서는 회전 전기 기계와 감속기를 포함한 회전 장치가 이용되어 왔다(일본 실용신안 공개 제 평3-126545 호 공보 참조).
본 발명의 목적은 회전 장치의 조립 작업을 효율적으로 실행할 수 있는 동시에, 소형화를 실현한 회전 전기 기계 및 회전 장치를 제공하는 것이다.
목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실시형태는, 롤러 기어 캠이 마련된 입력축, 및 롤러 기어 캠과 순차적으로 맞물리도록 구성된 캠 종동부가 외주에 마련되며 입력축에 대해 수직인 방향으로 연장되는 출력축을 갖는 감속기와 일체로 형성되며, 자계와 전기자 중 하나를 회전자로, 다른 하나를 고정자로 채용하도록 구성된 회전 전기 기계로서, 고정자에 고정되며 감속기의 입력축과 단일 축으로서 일체 형성되는 회전축을 포함하는 회전 전기 기계를 개시한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실시형태는, 자계와 전기자 중 하나를 회전자로, 다른 하나를 고정자로 채용하는 회전 전기 기계와, 감속기를 일체로 포함하는 회전 장치로서, 회전 전기 기계는 회전자에 고정된 회전축을 갖고, 감속기는, 롤러 기어 캠이 마련된 입력축, 및 롤러 기어 캠과 순차적으로 맞물리도록 구성된 캠 종동부가 외주에 마련되고 입력축에 대해 수직인 방향으로 연장되는 출력축을 가지며, 회전 전기 기계의 회전축과 감속기의 입력축은 단일 축으로 일체 형성되어 있는 회전 장치를 개시한다.
본 발명에 의하면, 회전 장치의 조립 작업을 효율 좋게 실행할 수 있는 동시에, 소형화를 실현할 수 있다.
도 1은 개시의 실시형태에 따른 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도,
도 2는 브레이크부를 구비하지 않는 모터를 포함하는 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도,
도 3은 오일 시일 홀더의 외측을 소경으로 하고 내측을 대경으로 하는 변형예의 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도.
이하, 개시의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 장치(1)는 회전 전기 기계로서의 모터(100)와, 감속기(200)를 일체로 포함한다.
우선, 모터(100)에 대해서 설명할 것이다. 모터(100)는 모터 전자기부(110), 브레이크부(120) 및 인코더부(130)를 포함한다. 모터 전자기부(110) 및 브레이크부(120)는 인접하여 배치된다. 감속기(200)는 모터 전자기부(110)와 인코더부(130) 사이에 배치된다.
모터 전자기부(110)는 회전자(111) 및 고정자(113)를 포함한다. 회전자(111)는 그 회전축 코어가 회전축(101)의 회전축 코어와 동일하도록 고정된다. 고정자(113)는 회전자(111)의 외주면과 반경 방향으로 대향하게 놓이도록 모터 프레임(112)에 고정된다. 회전축(101)은 감속기(200)의 입력축(211)과 단일 축으로 일체 형성된다. 구체적으로, 단일 축을 기계 가공함으로써, 회전축(101)이 감속기(200)의 입력축(211)보다 소경이 되도록 회전축(101)을 형성한다.
회전자(111)는 요크(114) 및 마그넷(115)을 포함한다. 회전자(111)는, 감속기(200)에 반대되는 회전축(101)의 측(반부하측; 도 1에 있어서의 우측)으로부터 삽입되어, 회전축(101)의 외주에 접착 고정된다. 고정자(113)는 적층 코어(1131)와, 보빈(1132)과, 코일선(1133)과, 코일선(1133)을 결선하기 위한 결선 기판(1135)과, 입력 단자(1136)를 포함한다. 적층 코어(1131)는 고정형 보빈(1132)을 통해 삽입된다. 코일선(1133)은 보빈(1132) 둘레에 권회되어 있다. 입력 단자(1136)는 결선 기판(1135)에 접속되어 있다. 보빈(1132)은 적층 코어(1131)와 코일선(1133)을 전기적으로 절연하기 위해 수지 등의 절연 재료로 제조된다. 적층 코어(1131), 보빈(1132), 코일선(1133), 결선 기판(1135) 및 입력 단자(1136)는 수지(1134)를 사용하여 몰딩된다. 브래킷(116)은 감속기(200)의 반대측에서 고정자(113)에 마련된다.
브레이크부(120)는 감속기(200)의 반대측에서 회전축(101)을 제동하는 전원 차단 작동형 전자기 브레이크(power-off activated type electromagnetic brake)이다. 브레이크부(120)는 감속기(200)의 반대측에서 모터 전자기부(110)에 인접하여 배치된다. 이 브레이크부(120)는 브레이크 디스크(121), 필드 코어(123) 및 전기자(124)를 포함한다. 브레이크 디스크(121)는 회전축(101)의 단부(101a)의 외주에 고정된다. 필드 코어(123)는 여자 코일(122) 및 스프링(도시 생략)을 수납한다. 전기자(124)는 필드 코어(123)에 대향하도록 감속기(200)측(부하측; 도 1에서의 좌측)에 배치된다. 브레이크부(120)는 볼트(128)에 의해 칼라(127)를 거쳐서 브래킷(116)에 고정된다. 브레이크부(120)는 리드선을 거쳐서 입력 단자(1136)에 연결된다. 회전축(101)의 단부(101a)는, 예컨대 그 이외의 부분보다 작은 직경을 갖도록 기계가공에 의해 형성됨을 유의해야 한다.
필드 코어(123) 내에 수납된 스프링은 전기자를 감속기(200)측으로 가압하는 가압력(biasing force)을 작용시킨다. 전기자(124)는 적절한 자성 재료(예컨대, 강판)에 의해 원반 형상으로 형성된다. 전기자(124)는 필드 코어(123)와 브레이크 디스크(121) 사이에서 오직 축방향(도 1에서의 수평 방향)으로만 이동 가능하게 배치된다. 감속기(200)의 반대측에 있는 브레이크 디스크(121)의 표면에는 마찰 재료(125)가 마련된다.
브레이크부(120)를 구성하는 각 장치는 브레이크 커버(126) 내부에 수납된다. 또한, 브레이크 커버(126)에는 감속기(200)의 반대측에 커버(102)가 마련된다.
이제, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 브레이크부(120)의 동작에 대해서 설명할 것이다.
여자 코일(122)이 여기되지 않은 상태(=전원 차단 상태)에서는 브레이크부(120)에 의한 제동이 실행된다. 즉, 전원 차단 상태에서는, 전기자(124)가 스프링에 의해 가압됨으로써, 전기자(124)가 감속기(200)측으로 이동하게 되어, 마찰 재료(125)에 접촉한다. 그 결과, 브레이크 디스크(121)가 댐핑되어, 회전축(101)의 회전을 제동한다. 한편, 여자 코일(122)이 여기되어 있는 상태(=전원 투입 상태)에서는 브레이크부(120)에 의한 제동이 수행되지 않는다. 즉, 전원 투입 상태에서는 여자 코일(122)이 전기자(124)에 대해 감속기(200)의 반대측으로 자기 흡인력을 가한다. 이러한 배열에 의해, 전기자(124)는 스프링의 가압력에 저항하여 감속기(200)의 반대측으로 이동한다. 그 결과, 전기자(124)는 마찰 재료(125)로부터 분리되어 상기 제동으로부터 해방됨으로써, 회전축(101)의 회전을 가능케 한다.
인코더부(130)는 감속기(200)를 사이에 두고 모터 전자기부(110) 및 브레이크부(120)의 반대측에 배치된다. 인코더부(130)는 예컨대 광학식 또는 자기식의 인코더(131) 및 그 인코더(131)를 덮는 인코더 커버(132)를 포함한다. 인코더(131)는 회전축(101)의 회전 각도 등을 검출한다.
상기와 같은 모터(100)의 구성은 회전축(101)을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하지 않는다. 상기한 바와 같이, 회전축(101)은 감속기(200)의 입력축(211)과 일체로 형성된다. 그리고, 감속기(200)의 입력축(211)은 베어링(213)에 의해 회전 가능하게 지지됨으로써, 회전축(101)을 캔틸레버 형상으로 지지한다. 이에 의해, 회전축(101)을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 생략하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 감속기(200)에 대해 설명할 것이다. 감속기(200)는 소위 롤러 기어 감속기이다. 이 감속기(200)는 입력축(211) 및 출력축(221)을 포함한다. 입력축(211)에는 롤러 기어 캠(212)이 마련된다. 출력축(221)의 외주에는 롤러 기어 캠(212)과 순차적으로 맞물리는 캠 종동부(222)가 마련된다.
입력축(211)은 축방향 양측에 배치된 베어링(213)에 의해 하우징(201)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 롤러 기어 캠(212)은 입력축(211)에 일체로 마련된다. 롤러 기어 캠(212)에는 나선형의 테이퍼 리브(214)가 형성되어 있다. 테이퍼 리브(214)에는 회전 각도에 따라 축방향 변위가 균일하게 마련되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 입력축(211)은 모터(100)의 회전축(101)과 단일 축으로 일체 형성되어 있다.
출력축(221)은, 그 축방향이 입력축(211)의 축방향과 대략 수직인 동시에 그와 비틀린 위치 관계를 갖도록 배치된다. 출력축(221)은 입력축(211)에 수직 방향으로 연장된다. 출력축(221)은 중공축이다. 출력축(221)은 축방향 양측에 배치된 베어링(도시 생략)에 의해 하우징(201)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 출력축(221)의 외주면에는 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 캠 종동부(222)가 방사상으로 마련된다. 이들 캠 종동부(222) 중 인접하게 배치된 2개의 캠 종동부가 롤러 기어 캠(212)의 회전에 따라 테이퍼 리브(214)의 양측면을 향해 순차로 사전 압축되어 그와 접촉하게 된다. 이러한 배열에 의해, 입력축(211)의 회전이 감속되어 출력축(221)에 전달된다.
하우징(201)은, 입력축(211)이 삽입되는 관통 구멍(202)을 포함한다. 베어링(213)은 관통 구멍(202) 내에 마련된다. 또한, 관통 구멍(202)의 베어링(213)의 축방향 양단부에는 오일 시일(203) 및 오일 시일 홀더(204)가 마련된다. 오일 시일 홀더(204)는 오일 시일(203)을 지지하며, 베어링(213)에 대한 사전 압축을 부여하는 베어링 사전 압축 부재로서 기능한다. 관통 구멍(202)의 축방향 양측은 하우징(201)의 표면에서 개방되어 있다. 모터 전자기부(110)측의 개구부(205)의 소정의 위치에는 모터 프레임(112)이 고정된다. 인코더부(130)측의 개구부(206)의 소정의 위치에는 인코더 커버(132)가 고정된다. 또한, 하우징(201)은 모터 전자기부(110)측의 개구부(205)에 단차부(2051)를 더 포함한다. 이 단차부(2051)의 내주면 및 고정자(113)의 수지(1134)의 외주면이 맞물림으로써, 단차부(2051) 및 수지(1134)를 인레이(inlay) 결합한다. 이때, 모터 프레임(112)의 단부가 단차부(2051)에 맞붙어서, 인레이 결합 프로세스 동안 접합면으로서의 역할을 한다. 이러한 인레이 결합 프로세스에 의해 하우징(201) 및 고정자(113)가 소정의 위치에 위치 설정된다.
상술한 실시형태의 회전 장치(1)에서는 모터(100)의 회전축(101) 및 감속기(200)의 입력축(211)이 단일 축으로서 일체로 형성되어 있다. 이러한 배열에 의해, 모터(100)가 감속기(200)에 설치될 때에는, 감속기(200)로부터 캔틸레버 형상으로 돌출하는 회전축(101)에 회전자(111), 브레이크 디스크(121) 등이 접착 고정된다. 그리고, 이들의 외주측에, 고정자(113)가 설치된 모터 프레임(112)과 브레이크 커버(126)를 설치함으로써 조립이 실행될 수 있다. 따라서, 회전축(101)과 입력축(211)이 별개로 마련된 경우에 요구되었던 축간 중심 맞춤 및 연결 작업은 더 이상 필요하지 않다. 그 결과, 회전 장치(1)의 조립 작업을 효율적으로 실행할 수 있다. 또한, 조립 작업에 요구되는 공수(man-hours)를 줄일 수 있다. 나아가, 모터(100)의 회전축(101)이 감속기(200)의 입력축(211)과 별개인 경우에는 예컨대 중공형의 회전축의 내측 깊은 곳에서의 볼트 체결 작업 등이 필요하게 되어 작업성이 떨어진다. 본 실시형태에 따르면, 상술한 바와 같이, 감속기(200)로부터 캔틸레버 형상으로 돌출하는 회전축(101)을 통해 회전자(111) 등을 삽입함으로써 조립이 실행될 수 있다. 이에 의해, 작업성의 향상을 달성할 수 있다. 또한, 모터(100)의 회전축(101)이 감속기(200)의 입력축(211)과 별개인 경우에는 회전축(101)이 연결 부재를 거쳐서 입력축(211)에 볼트로 연결된다. 그 결과, 그러한 연결 부재 등을 위한 공간을 확보하기 위해 회전 장치(10)의 크기가 증가하는 경향이 있다. 그러나, 본 실시형태에 따르면, 회전축(101) 및 입력축(211)이 단일 축으로서 일체로 형성되어 있다. 따라서, 연결 부재 등이 필요하지 않게 되어, 회전 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
특히, 본 실시형태에 따르면, 모터(100)는 회전축(101)을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하지 않는다. 이러한 배열에 의해, 베어링의 보유를 위한 소정의 두께를 필요로 했던 브래킷(116)을 얇게 만들 수 있다. 또한, 베어링의 보유를 위해 특정 길이를 필요로 했던 회전축(101)을 짧게 할 수 있어서, 모터(100)[즉, 회전 장치(1)]를 소형화할 수 있다. 나아가, 베어링을 필요로 하지 않는다는 점에서 요구되는 부품의 수가 감소된다. 그 결과, 모터[즉, 회전 장치(1)]의 중량 및 비용이 감소되는 장점도 얻는다.
본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 취지 및 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 실시될 수도 있음을 주목해야 한다. 이하에서는 그러한 변형예에 대해 순서대로 설명한다.
(1) 모터가 브레이크부를 포함하지 않는 경우
상기 실시형태에서는 모터(100)가 브레이크부(120)를 포함하는 경우를 일 예로서 설명하였지만, 본 발명의 실시형태는 브레이크부(120)를 포함하지 않는 모터에 적용될 수도 있다.
도 2는 브레이크부(120)를 구비하지 않는 모터를 포함하는 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 장치(1A)는, 모터 전자기부(110) 및 인코더부(130)를 갖는 모터(100A)와 감속기(200)를 일체로 포함한다. 모터(100A)는 브레이크부(120)를 갖지 않으며, 모터 전자기부(110)의 브래킷(116)에 커버(102)가 직접 마련되어 있다. 모터(100A)가 브레이크부(120)를 갖지 않는 점 이외에는 상기 실시형태와 구성이 동일하다. 본 변형예에서도 상기 실시형태와 동일한 장점이 얻어진다.
(2) 오일 시일 홀더의 내측 및 외측이 각각 소경 및 대경을 포함하는 경우
본 변형예에 따르면, 인코더부측의 오일 시일 홀더의 축방향 외측(인코더부측)은, 하우징과 맞물리는 나사부가 외주에 형성되어 있는 나사 결합부로서 기능한다. 또한, 인코더부측의 오일 시일 홀더의 축방향 내측[베어링(213)측]은 베어링(213)의 외측 링과 접촉하는 사전 압축부로서 기능한다. 사전 압축부의 외경은 나사 결합부의 외경보다 크게 구성되어 있다.
도 3은 이러한 변형예에 따른 회전 장치의 전체 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 3에서, 도 1 등에서와 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 부여하고 그에 대한 설명은 적절히 생략한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 변형예의 회전 장치(1B)는 일 예로서 대용량의 모터와 감속기를 포함한다. 회전 장치(1B)는 모터 전자기부(110B) 및 인코더부(130B)를 구비하는 모터(100B)와 감속기(200B)를 일체로 포함한다. 즉, 모터(100B)는 상기 (1)의 변형예의 모터(100A)와 마찬가지로 브레이크부(120)를 포함하지 않는다. 또한, 모터(100B)에 따르면, 모터 전자기부(110B)의 브래킷(116)에 커버(102)가 직접 마련되어 있다. 모터(100B)는 상기 실시형태의 모터(100)와 마찬가지로 브레이크부(120)를 포함할 수도 있음을 주목해야 한다.
모터 전자기부(110B)의 구성은 상기 실시형태의 모터 전자기부(110)의 구성과 동일하다.
인코더부(130B)는 인코더(131)와, 인코더(131)를 덮는 인코더 커버(132B)를포함한다. 모터(100B)가 대용량 모터인 경우, 소형의 인코더[본 예에서는 상기 실시형태에서의 인코더(131)]로 충분하다. 그 결과, 인코더부(130B)는 모터 전자기부(110B) 및 감속기(200B)에 비해 상대적으로 작다. 본 변형예에 따르면, 인코더 커버(132B)의 외경이 베어링(213)의 외경보다 작다. 인코더 커버(132B)는 직경 방향으로의 외주측 부분에 입력축(211)과 동축적으로 형성된 볼록부(1321)를 포함한다. 이 볼록부(1321)는 축방향 내측[모터 전자기부(110B)측; 도 3에서의 우측]을 향해 돌출하도록 형성된다.
모터(100B)의 다른 구성요소의 구성은 상기 실시형태의 모터(100)와 동일하다.
감속기(200B)는 입력축(211), 출력축(221), 하우징(201B), 베어링(213) 및 오일 시일 홀더(215, 216)를 포함한다.
하우징(201B)은, 입력축(211)이 삽입되는 관통 구멍(202B)을 포함한다. 베어링(213)은 관통 구멍(202B) 내에서 롤러 기어 캠(212)의 축방향(도 3에서의 수평 방향) 양측에 마련된다. 본 변형예에 따르면, 모터 전자기부(110B)측(도 3에서의 우측)의 베어링(213)의 크기는 인코더부(130B)측(도 3에서의 좌측)의 베어링(213)의 크기와 동일하다. 오일 시일(203) 및 오일 시일 홀더(215)는 모터 전자기부(110B)측의 베어링(213)의 축방향 외측에 마련된다. 오일 시일 홀더(215)는 오일 시일(203)을 지지하며, 베어링(213)에 사전 압축을 부여한다. 한편, 오일 시일(203B) 및 오일 시일 홀더(216)는 인코더부(130B)측의 베어링(213)의 축방향 외측에 마련된다. 오일 시일 홀더(216)는 오일 시일(203B)을 지지하며, 베어링(213)에 사전 압축을 부여한다.
관통 구멍(202B)의 축방향 양측은 하우징(201B)의 표면에서 개방되어 있다. 모터 전자기부(110B)측의 개구부(205)의 소정의 위치에는 모터 프레임(112)이 위치 설정되어 고정된다. 인코더부(130B)측의 개구부(206B)의 소정의 위치에는 인코더 커버(132B)가 위치 설정되어 고정된다. 또한, 하우징(201B)은 상기 실시형태의 하우징(201)과 유사하게 개구부(205)에서 단차부(2051)를 포함한다. 그리고, 이 단차부(2051)의 내주면과 고정자(113)의 수지(1134)의 외주면이 맞물림으로써, 단차부(2051) 및 수지(1134)를 인레이 결합한다. 이러한 인레이 결합 프로세스에 의해, 하우징(201B) 및 고정자(113)가 소정의 위치에 위치 설정된다. 또한, 관통 구멍(202B)의 인코더부(130B)측은 감소된 직경을 가지며, 하우징(201B)의 표면에서 개방되어 있다. 하우징(201B)은 이 개구부(206B)에서 단차부(2061)를 포함한다. 이 단차부(2061)의 내주면과 인코더부(132B)의 볼록부(1321)의 외주면이 맞물림으로써, 단차부(2061)와 볼록부(1321)가 인레이 결합된다. 이때, 인코더 커버(132B)에 있어서의 볼록부(1321)보다 더 외주측에 있는 부분이 단차부(2061)와 맞붙어서 인레이 결합 프로세스 동안 접합면의 역할을 한다. 이러한 인레이 결합 프로세서에 의해, 인코더 커버(132B) 및 입력축(211)은, 인코더 커버(132B)의 축선과 입력축(211)의 축선이 정렬되도록 하우징(201B)에 위치 설정되어 설치된다.
인코더부(130B)측의 오일 시일 홀더(216)는 나사 결합부(2161) 및 사전 압축부(2162)를 포함한다. 나사 결합부(2161)는 단차부(2061)의 내주에 형성된 나사부(도시 생략)과 맞물리는 나사부(2163)가 외주에 형성되어 있다. 사전 압축부(2162)는 나사 결합부(2161)로부터 축방향 내측에 위치 설정되며, 인코더부(130B)측의 베어링(213)의 외측 링과 축방향 외측으로부터 접촉한다. 또한, 사전 압축부(2162)의 외경은 나사 결합부(2161)의 외경보다 크다. 본 변형예에 따르면, 축방향 내측의 사전 압축부(2162)의 외경은 베어링(213)의 외경과 실질적으로 동일하다. 한편, 축방향 외측의 나사 결합부(2161)의 외경은 베어링(213)의 외경보다 작다. 이와 같이 구성된 오일 시일 홀더(216)에서는, 나사 결합부(2161)의 나사부(2163)가 단차부(2061)의 내주에 형성된 나사부와 맞물려서 단차부(2061)의 내주면에 고정된다. 이때, 오일 시일 홀더(216)는, 사전 압축부(2162)가 인코더부(130B)측의 베어링(213)의 외측 링과 축방향 외측으로부터 접촉하도록 고정된다.
이하에서는 오일 시일 홀더(216) 및 인코더부(130B)측의 베어링(213)을 하우징(201B)에 조립하는 작업에 대해 기술한다. 즉, 조립을 실행하는 작업자는 나사부(2163)를 단차부(2061)의 내주에 형성된 나사부에 맞물리게 해서, 오일 시일 홀더(216)를 단차부(2061)의 내주면에 축방향 내측으로부터 설치한다. 그 후, 작업자는 관통 구멍(202B)의 내주면에 베어링(213)의 외측 링(2131)을 설치한다. 베어링(213)에 인가되는 사전 압축을 조절하는 경우, 작업자는 오일 시일 홀더(216)의 축방향 외측에 마련된 지그 설치용 구멍(2164)에 소정의 지그를 축방향 외측으로부터 설치한다. 그리고, 작업자는 지그를 통해 오일 시일 홀더(216)를 회전시켜서 나사부(2163)의 조임량을 조절한다. 환언하면, 작업자는 오일 시일 홀더(216)를 축방향 내측으로 밀어넣거나 축방향 외측으로 인출함으로써 사전 압축을 조절한다. 예컨대, 베어링(213)에 인가된 사전 압축을 증가시키기 위해서는, 작업자는 지그를 사용하여 오일 시일 홀더(216)를 단차부(2061)에 설치하는 동안과는 역방향으로 오일 시일 홀더(216)를 회전시킨다. 이에 의해, 나사부(2163)의 조임량이 감소되어 오일 시일 홀더(216)가 축방향 내측으로 가압됨으로써, 사전 압축이 증가된다. 또한, 예컨대, 베어링(213)에 인가되는 사전 압축을 감소하기 위해서는, 작업자는 지그를 사용하여 오일 시일 홀더(216)를 단차부(2061)에 설치하는 동안과 동일한 방향으로 오일 시일 홀더(216)를 회전시킨다. 이에 의해, 나사부(2163)의 조임량이 증가되어 오일 시일 홀더(216)가 축방향 외측으로부터 이격되도록 끌어당겨짐으로써, 사전 압축이 감소된다.
모터 전자기부(110B)측의 오일 시일 홀더(215)는, 외주에 형성된 나사부(2151)가 관통 구멍(202B)의 내주에 형성된 나사부(도시 생략)와 맞물릴 때에 관통 구멍(202B)의 내주면에 고정된다. 이때, 오일 시일 홀더(215)는 모터 전자기부(110B)측의 베어링(213)의 외측 링과 축방향 외측으로부터 접촉하도록 고정된다. 오일 시일 홀더(215)의 조립 작업 동안, 조립 작업을 수행하는 작업자는 베어링(213)의 외측 링(2131)을 관통 구멍(202B)의 내주면에 설치한다. 그 후, 작업자는 나사부(2151)를 관통 구멍(202B)의 내주면에 형성된 나사부에 맞물리게 해서, 오일 시일 홀더(215)를 관통 구멍(202B)의 내주면에 축방향 외측으로부터 설치한다.
감속기(200B)의 나머지 구성요소의 구성은 상기 실시형태의 감속기(200)와 동일하다.
이제, 상술한 본 변형예에 의해 얻어지는 장점에 대하여 설명할 것이다.
전술한 바와 같이, 베어링(213)에 사전 압축을 부여하는 오일 시일 홀더는 베어링(213)의 축방향 외측에 마련된다. 특히, 롤러 기어 감속기에 있어서, 오일 시일 홀더는 일반적으로 오일 시일 홀더의 외주에 마련된 나사부를 하우징(201B)에 형성된 나사부에 맞물리게 함으로써 고정된다. 이러한 배열에 의해, 입력축(211)의 롤러 기어 캠(212)의 위치가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 되어, 롤러 기어 캠(212)의 테이퍼 리브(214)와 출력축(221)의 캠 종동부(222) 사이의 접촉 상태를 미세하게 조정할 수 있게 된다. 이때, 일반적으로, 오일 시일 홀더(215)가 모터 전자기부(110B)측에 있는 본 변형예의 구성이 채용된다. 즉, 적어도 베어링(213)과 동일하거나 그보다 큰 외경을 갖는 오일 시일 홀더가 하우징(201B)의 외측으로부터 연결된다. 여기에서, 인코더 커버(132B)는 입력축(211)과 동축이 되도록 하우징(201B)에 설치될 필요가 있다. 이때, 축방향 양측의 오일 시일 홀더가 상기한 바와 같은 구성을 갖는 경우에서는, 베어링(213)의 외경보다 작은 직경을 갖는 인코더 커버(132B)가 오일 시일 홀더에 대해 위치 설정되어 설치된다.
그러나, 오일 시일 홀더는 하우징(201B) 내에 나사 결합되는 구조체이다. 그 결과, 오일 시일 홀더의 축선이 입력축(211)의 축선에 대해 어긋날 수도 있다. 또한, 입력축(211)의 베어링(213)의 외측 링(2131)은 하우징(201B)에 의해 지지된다. 그 결과, 인코더 커버(132B)의 위치 설정 정밀도[입력축(211)과의 동심도(concentricity)]를 확보하기 위해, 인코더 커버(132B)는 하우징(201B)에 대해 위치 설정될 필요가 있다.
여기에서, 인코더 커버(132B)를 하우징(201B)에 대해 위치 설정 및 설치하기 위해, 인코더부(130B)측의 베어링(213)의 크기는 모터 전자기부(110B)측의 베어링(213)의 크기보다 작게 설계될 수도 있으며, 인코더 커버(132B)의 외경은 베어링의 외경보다 크게 설계될 수도 있다. 그러나, 그러한 경우에, 감속기(200B)의 좌측 및 우측의 베어링의 크기가 달라져서, 불균형 상태를 야기함으로써 조립 정밀도 및 강성의 저하를 초래하게 된다. 따라서, 인코더부(130B)측의 베어링은 모터 전자기부(110B)측의 베어링과 동일한 크기를 필요로 한다. 다만, 인코더 설치 베이스를 하우징(201B)에 별도로 마련하고 인코더 커버(132B)를 그 설치 베이스에 위치 설정하는 것도 가능하다. 그러나, 그러한 경우에, 구성요소의 수가 증가하여 크기 및 비용 등의 증가를 초래하게 된다.
그러한 배경으로부터, 본 변형예에 따르면, 인코더부(130B)측의 오일 시일 홀더(216)는 나사 결합부(2161)와, 나사 결합부(2161)보다 큰 직경을 갖는 사전 압축부(2162)를 포함한다. 나사 결합부(2161)의 외주에는 하우징(201B)과 맞물리는 나사부(2163)가 형성되어 있다. 사전 압축부(2162)는 나사 결합부(2162)로부터 축방향 내측에 위치 설정되며, 베어링(213)의 외측 링(2131)과 접촉한다. 축방향 외측의 나사 결합부(2161)는, 베어링(213)의 외경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 축방향 내측의 사전 압축부(2162)보다 작은 직경을 갖는다. 이러한 배열에 의해, 베어링(213)의 외경보다 작은 직경을 갖는 인코더 커버(132B)를 오일 시일 홀더(216)의 축방향 외측에서 하우징(201B)에 직접 인레이 결합시킴으로써, 위치 설정 및 설치가 이루어질 수 있다. 이러한 배열에 의해, 감속기(200B)의 좌측 및 우측의 베어링(213)의 크기를 동일하게 하여 높은 정밀도 및 강성을 유지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 설치 베이스 등을 사용하는 일 없이, 베어링(213)의 외경보다 작은 직경을 갖는 인코더 커버(132B)가 하우징(201B)에 정밀하게 그리고 효율적으로 조립될 수 있다.
(3) 기타
상기 (2)의 변형예에 따르면, 오일 시일 홀더(216, 216) 중 인코더부(130B)측의 오일 시일 홀더(216)만이 축방향 외측을 소경으로 하고 축방향 내측을 대경으로 하도록 구성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 모터 전자기부(110B)측의 오일 시일 홀더(215)도 마찬가지로 축방향 외측을 소경으로 하고 축방향 내측을 대경으로 하는 구조를 갖도록 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 모터 전자기부(110, 110B) 및 인코더부(130, 130B)가 감속기(200, 200B)의 일측 및 타측에 별개로 배치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시형태는 모터 전자기부(110, 110B) 및 인코더부(130, 130B)가 감속기(200, 200B)의 일측에 배열되어 있는 구성[예컨대, 도 1에서의 브레이크부(120) 및 인코더부(130)가 스위칭되어 있는 구성]을 갖는 모터에 채용될 수도 있다. 또한, 그러한 경우에, 브레이크부(120)는 감속기(200, 200B)의 타측에 배치되는 구성, 또는 브레이크부(120)가 배치되지 않는 구성이 허용된다. 나아가, 모터 전자기부(110, 110B), 브레이크부(120) 및 인코더부(130, 130B)가 모두 감속기(200, 200B)의 일측에 배치되어 있는 구성도 가능하다. 이들 변형예에서도, 상기 실시형태 및 각각의 변형예의 장점과 동일한 장점이 얻어진다.
이상에서는 요크(114) 및 마그넷(115)을 포함하는 자계를 회전자로서, 보빈(117) 등을 포함하는 전기자를 고정자로서 포함하는 모터(100, 100A, 100B)를 예로서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 역으로, 모터는 요크 및 마그넷을 포함한 자계를 고정자로서 모터 프레임에 마련하고, 보빈 등을 포함한 전기자를 회전자로서 회전축에 마련할 수도 있다. 이러한 경우에서도, 상기 실시형태 및 각각의 변형예의 장점과 동일한 장점이 얻어진다.
또한, 상술한 예에 더하여, 상기 실시형태 및 예시적인 변형예의 기술이 적절하게 조합될 수도 있다.
다른 예들이 본 명세서에 개별적으로 기술된 것은 아니나, 본 발명의 사상 및 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화예 및 변형예가 실시될 수 있다.
1; 1A; 1B : 회전 장치 100; 100A; 100B : 회전 전기 기계
101 : 회전축 111 : 회전자
113 : 고정자 200; 200A; 200B : 감속기
211 : 입력축 212 : 롤러 기어 캠
213 : 베어링 221 : 출력축
222 : 캠 종동부 2131 : 외측 링
2161 : 나사 결합부 2162 : 사전 압축부

Claims (7)

  1. 롤러 기어 캠이 마련된 입력축, 및 상기 롤러 기어 캠과 순차적으로 맞물리도록 구성된 캠 종동부가 외주에 마련되며 상기 입력축에 대해 수직인 방향으로 연장되는 출력축을 갖는 감속기와 일체로 형성되고, 자계와 전기자 중 하나를 회전자로, 다른 하나를 고정자로 채용하도록 구성된 회전 전기 기계에 있어서,
    상기 고정자에 고정되며, 상기 감속기의 입력축과 단일 축으로서 일체 형성되는 회전축을 포함하는
    회전 전기 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축은 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되지 않는
    회전 전기 기계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계는 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖는 상기 감속기와 일체로 형성되는
    회전 전기 기계.
  4. 자계와 전기자 중 하나를 회전자로, 다른 하나를 고정자로 채용하는 회전 전기 기계와, 감속기를 일체로 포함하는 회전 장치에 있어서,
    상기 회전 전기 기계는 상기 회전자에 고정된 회전축을 갖고,
    상기 감속기는, 롤러 기어 캠이 마련된 입력축, 및 상기 롤러 기어 캠과 순차적으로 맞물리도록 구성된 캠 종동부가 외주에 마련되고 상기 입력축에 대해 수직인 방향으로 연장되는 출력축을 가지며,
    상기 회전 전기 기계의 회전축과 상기 감속기의 입력축은 단일 축으로 일체 형성되어 있는
    회전 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계는 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 갖지 않는
    회전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감속기는 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하는
    회전 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 감속기는,
    축방향을 따라 상기 롤러 기어 캠의 양측면에 배치되며, 상기 입력축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
    상기 축방향을 따라 상기 베어링으로부터 외측에 배치되며, 상기 베어링에 사전 압축을 부여하는 베어링 사전 압축 부재(bearing pre-compressing members)를 포함하며,
    상기 베어링 사전 압축 부재 중 적어도 하나는,
    하우징과 나사 결합하는 나사부가 외주에 형성되어 있는 나사 결합부와,
    상기 축방향을 따라 상기 나사 결합부로부터 내측에 위치 설정되고, 상기 나사 결합부보다 큰 직경을 가지며, 상기 베어링의 외측 링과 접촉하는 사전 압축부를 포함하는
    회전 장치.
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