KR20160135393A - 감속기 일체형 엑셜 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 하모닉드라이브부와 모터부가 일체로 형성되어 부피가 감소되며, 전체적인 부품을 분리 가능한 조립형으로 구비하여 수리가 용이한 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜에 관한 것이다.

Description

감속기 일체형 엑셜 모터{Reducer integrated axial motor}

본 발명은 감속기 일체형 엑셜 모터에 관한 것으로서, 하모닉드라이브부와 모터부가 일체로 형성되어 부피가 감소되며, 전체적인 부품이 분리 가능한 조립형으로 구비되어 수리가 용이한 감속기 일체형 엑셜 모터에 관한 것이다.

엑셜 갭형 모터는 일반적인 모터가 고정자와 회전자 사이의 갭(공극)이 반경 방향으로 형성됨에 반하여 이러한 갭이 회전축 방향으로 형성된다. 예를 들어, 이너 로터형 모터의 경우에는 고정자의 반경 방향 내측으로 회전자가 구비되나, 엑셜 갭형 모터의 경우에는 스테이터의 상부 또는 상하부에 로터가 구비된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 엑셜 모터(1)는 원반 형상으로 형성된 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2)의 양측면에 소정의 갭을 두고 대향 배치되는 한 쌍의 로터(31,32)가 구비된다. 각 로터(31,32)는 회전구동력을 출력하는 로터출력축(4)에 동축적으로 고정된다. 상기 로터(31,32)에는 각각 영구자석(33)이 구비된다.

상기 스테이터(2)는 고리 형상으로 형성된 자력생성부(21)와, 로터출력축(4)에 대한 베어링수단으로서 자력생성부(21)의 중심에 배치되는 베어링부(22)가 구비된다.

자력생성부(21)는 복수개의 고정자 철심(24)을 출력축를 중심축으로 하는 동심원상을 따라 고리 형상으로 배치되고, 로터(31,32)의 마그넷부(33)에 대향하도록 형성된다.

로터출력축(4)은 2개의 레이디얼 볼베어링(22)에 의하여 축 지지되어 구비된다.

스큐(26)는 고정자 철심(24)의 각 티스(25)끼리가 대향하는 갭면에 설치된다. 갭면은 스큐(26)를 따라 원호 형상으로 형성된다. 갭면에 대향하는 갭면도 원호형상으로 형성된다.

그러나, 종래의 엑셜 모터는 하모닉드라이브와 엑셜 모터가 따로 구비되어 연결되는 구조로 형성되어 전체적인 부피가 증가되며, 분리가 어려워 고장시 수리가 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2005-0065384호(2005.06.29.)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 모터부와 하모닉드라이브부를 일체로 형성하여 부피가 감소되며, 분리 가능한 구조로 형성되어 유지와 보수가 용이한 감속기 일체형 엑셜 모터를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 모터부와 하모닉드라이브부로 이루어지며;

상기 모터부는 축부와 회전부로 이루어지며; 상기 축부는 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 축 방향으로 양단부로부터 이격되어 반경 방향 외향으로 돌출된 고정자프레임이 구비되며, 상기 고정자프레임의 축 방향 양측에 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 코일이 구비되며; 상기 회전부는 고정자프레임을 감싸는 형태로 상기 축부의 반경 방향 외측과 축 방향으로 고정자프레임의 양측에 구비되며; 상기 회전부는 회전자프레임과, 영구자석과, 커버로 이루어지며; 상기 회전자프레임은 링 형태인 판상으로 구비되며, 상기 고정자프레임을 사이에 두고 축 방향 양측에서 고정자프레임과 마주하도록 구비되며; 상기 영구자석은 상기 회전자프레임의 축 방향 내측면에 구비되며; 상기 커버는 상기 고정자프레임으로부터 반경 방향 외측에서 회전 가능하도록 구비되며, 축 방향으로 이격된 상기 회전자프레임의 외측단부가 고정 구비되며;

상기 하모닉드라이브부는 상기 모터부의 반경 방향 외측으로 연결 구비되고, 타원체와, 플렉스스플라인과, 고정스플라인과, 외부커버로 이루어지며; 상기 타원체는 커버에 연결 구비되어 커버와 일체로 회전하며; 상기 플렉스스플라인은 단면이 원형이고, 모터부와 타원체를 감싸는 형태로 상기 타원체의 외측과 축 방향으로 모터부의 양측에 구비되며, 플렉스스플라인 본체와 출력축으로 이루어지며; 상기 플렉스스플라인 본체는 상기 타원체에 외접하며, 외측면에 외부치가 구비되며; 상기 출력축은 축부에서 축 방향 외측으로 이격 구비되며, 외부커버에 회전 가능하게 구비되며; 상기 고정스플라인은 플렉스스플라인의 반경 방향 외측에 구비되며, 반경 방향 내측면에는 상기 플렉스스플라인의 외부치와 치합되는 내부치가 형성되며; 상기 외부커버는 상기 고정스플라인을 사이에 두고 축 방향 양측에서 플렉스스플라인 본체와 마주하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터를 제공한다.

상기에서, 상기 영구자석은 복수로 구비되며, 상기 회전자프레임의 축 방향 내측면에 원주 방향을 따라 이격 구비되며, 블럭 형태로 형성되며, 원주 방향 일측면은 원주 방향 일측으로 볼록하게 절곡된 형태로 형성되며, 타측면은 원주 방향 일측으로 오목하게 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 상기 고정자프레임에는 복수의 코일홈이 형성되며, 원주 방향으로 이격 형성되며, 상기 코일홈에는 코일이 삽입 고정되며, 상기 복수의 코일홈 중 어느 하나 이상에는 스트레인게이지가 구비되며;

상기 코일은 반경 방향 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 상기 모터부와 하모닉드라이브부는 축 방향으로 분리 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 상기 축부는 중공축과 고정자프레임으로 이루어지며;

상기 중공축은 복수로 구비되며, 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 축 방향 일측 단부로부터 이격되어 반경 방향 내향으로 턱부가 형성되며, 상기 턱부가 마주하여 제1 홈이 형성되며, 상기 제1 홈이 형성된 위치에 원주 방향으로 이격되어 축 방향으로 연장되며 일측 또는 양측으로 관통된 제1 결합홀이 형성되며 ;

상기 고정자프레임은 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 반경 방향 내측이 상기 제1 홈에 삽입 구비되며, 상기 제1 결합홀이 형성된 위치에 축 방향으로 관통된 제2 결합홀이 형성되며;

상기 중공축과 고정자프레임은 제1 결합홀과 제2 결합홀을 관통하는 결합부재가 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 상기 커버는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성되며, 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향으로 연장되어 연장부가 원주 방향으로 연장 구비되며, 상기 연장부로부터 이격되어 반경 방향 내측으로 돌출되어 원주 방향으로 연장된 제2 턱부가 형성되며; 상기 연장부로부터 반경 방향 외측으로 돌출된 결합돌기가 형성되며, 상기 결합돌기는 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비되며; 상기 커버와 고정자프레임 사이에는 제1 베어링이 구비되며;

상기 타원체는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성되며, 축 방향 양단부에 반경 방향 내측을 향하여 개구된 결합돌기홈이 형성되며, 상기 결합돌기홈은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성되며;

상기 커버는 상기 결합돌기홈에 상기 결합돌기가 결합되어 타원체와 일체로 회전 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 하모닉드라이브부가 모터부를 감싸는 구조로 일체로 구비되어 전체적인 부피가 감소되며, 축 방향으로 분리되는 구조로 형성되어 유지 및 보수가 용이하여 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 엑셜 전동기의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 일부 파단 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 모터부의 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 축부를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 회전부의 일부를 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 커버를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 타원체를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 플렉스스플라인의 본체를 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 고정스플라인을 도시한 사시도이며,
도 11은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 고정자프레임의 일부를 확대 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 일부 파단 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 모터부의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 축부를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 회전부의 일부를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 커버를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 타원체를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 플렉스스플라인의 본체를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 고정스플라인을 도시한 사시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 고정자프레임의 일부를 확대 도시한 도면이다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 도 4의 가로 방향을 "반경 방향"으로 하고, 세로 방향을 "축 방향"으로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 단면이 환형을 이루는 링 형상으로 형성된다. 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 모터부(100)와, 하모닉드라이브부(200)로 이루어진다. 상기 모터부(100)와 하모닉드라이브부(200)는 일체로 구비된다. 상기 모터부(100)는 하모닉드라이브부(200) 내측에 구비된다. 상기 하모닉드라이브부(200)는 상기 모터부(100)를 감싸는 형태로 구비된다.

상기 모터부(100)는 단면이 원형인 중공체로 형성된다. 상기 모터부(100)는 축 방향 양측으로 개구되어 형성된다. 상기 모터부(100)는 축부(110)와 회전부(130)로 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 축부(110)는 단면이 원형인 중공체로 형성된다. 상기 축부(110)는 축 방향으로 양단부로부터 이격되어 반경 방향 외향으로 돌출 형성된다. 상기 축부(110)의 반경 방향 외향 돌출부에는 축 방향 양측에 코일(115)이 구비된다. 상기 축부(110)는 중공축(111)과, 고정자프레임(113)과, 코일(115)로 이루어진다.

상기 중공축(111)은 복수로 구비된다. 상기 중공축(111)은 단면이 원형인 중공체로 형성된다. 상기 중공축(111)에는 축 방향 일측 단부로부터 이격되어 축 방향 내향하는 턱부가 형성된다. 복수의 중공축(111)의 상기 턱부가 마주하여 제1 홈(1111)이 형성된다. 상기 제1 홈(1111)의 축 방향 단부에는 반경 방향 외향 돌출되어 제1 턱부(1113)가 형성된다. 상기 제1 턱부(1113)는 제1 홈(1111)의 단부를 따라 원주 방향으로 연장 형성된다. 상기 제1 홈(1111)이 형성된 위치에는 원주 방향으로 이격되어 복수로 제1 결합홀(1115)이 형성된다. 상기 제1 결합홀(1115)은 축 방향으로 연장되며 일측 또는 양측으로 관통 형성된다. 상기 제1 결합홀(1115)은 제1 홈(1111)을 지나 축방향으로 연장된다.

상기 고정자프레임(113)은 복수로 구비된다. 상기 고정자프레임(113)은 단면이 원형인 중공체로 형성된다. 상기 고정자프레임(113)은 축 방향 양측으로 개구되어 형성된다. 상기 고정자프레임(113)의 반경 방향 내측 단부는 상기 제1 홈(1111)에 삽입 구비된다. 상기 고정자프레임(113)에는 반경 방향 내측 단부로부터 방경 방향 외향 이격되어 제2 결합홀(1135)이 형성된다. 상기 제2 결합홀(1135)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 제2 결합홀(1135)은 축 방향으로 연장되면 양측으로 관통 형성된다. 상기 제2 결합홀(1135)은 상기 중공축(111)의 제1 결합홀(1115)이 형성된 위치에 형성된다. 상기 제2 결합홀(1135)과 제1 결합홀(1115)에 결합부재(예를 들어, 나사 또는 볼트)가 결합되어 구비된다. 상기 고정자프레임(113)과 중공축(111)은 결합부재에 의해 서로 결합되어 구비된다.

상기 고정자프레임(113)에는 축 방향 내측으로 이격되고 반경 방향 외측으로 돌출된 턱부가 형성된다. 2개의 고정자프레임(113)은 턱부가 서로 마주하여 구비된다. 상기 고정자프레임(113)은 상기 턱부가 마주하여 제2 홈(1131)이 형성된다. 상기 제2 홈(1131)에는 제1 베어링(137)의 내륜이 구비된다.

상기 고정자프레임(113)에는 상기 제2 홈(1131)으로부터 반경 방향 내측으로 이격되어 제7 결합홀(1137)이 형성된다. 상기 제7 결합홀(1137)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 제7 결합홀(1137)은 축 방향으로 연장되며 양측으로 관통 형성된다. 상기 복수의 고정자프레임(113)은 제7 결합홀(1137)에 결합부재로 결합되어 일체로 구비된다.

일체로 구비된 복수의 상기 고정자프레임(113)의 축 방향 양측에는 코일홈(1133)이 형성된다. 상기 코일홈(1133)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 코일홈(1133)은 반경 방향 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성된다. 상기 코일홈(1133)에는 코일(115)이 삽입 구비된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 코일홈(1133) 중 어느 하나 이상에는 스트레인게이지(1133a)가 구비된다. 상기 스트레인게이지(1133a)는 상기 코일홈(1133)과 이웃하는 코일홈(1133) 사이에 형성된 벽에 구비된다. 상기 스트레인게이지(1133a)는 상기 코일홈(1133) 사이에 형성된 벽에 홈이 형성되어 내측에 삽입 고정된다. 상기 고정자프레임(113)의 변형이 많은 지점인 코일홈(1133) 사이에 스트레인게이지(1133a)가 구비됨으로써 외부 부하에 의한 토크가 정확하게 산출될 수 있다.

상기 코일(115)은 복수로 구비된다. 상기 코일(115)은 판형 또는 각형으로 형성된다. 상기 코일(115)은 상기 고정자프레임(113)의 축 방향 양측에 원주 방향을 따라 이격 구비된다. 상기 코일(115)은 상기 코일홈(1133)에 삽입 구비된다. 상기 코일(115)은 반경 방향 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형태로 코일링되어 구비된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(130)는 고정자프레임(113)을 감싸는 형태로 형성된다. 상기 회전부(130)는 상기 축부(110)의 반경 방향 외측과 축 방향으로 고정자프레임(113)의 양측에서 고정자프레임(113)을 감싸는 형태로 구비된다. 상기 회전부(130)는 회전자프레임(131)과, 영구자석(135)과, 커버(133)로 이루어진다.

상기 회전자프레임(131)은 복수로 구비된다. 상기 회전자프레임(131)은 링 형태인 판상으로 구비된다. 상기 회전자프레임(131)은 상기 고정자프레임(113)을 사이에 두고 축 방향 양측에서 고정자프레임(113)과 마주하도록 구비된다. 상기 회전자프레임(131)의 반경 방향 내측 단부는 상기 중공축(111)의 제1 턱부(1113)에 마주하도록 구비된다. 상기 회전자프레임(131)의 반경 방향 외측 단부는 커버(133)의 제2 턱부(1333)에 걸리도록 구비된다. 상기 회전자프레임(131)은 상기 제1 턱부(1113)와 마주하고, 제2 턱부(1333)와 마주하여 접하도록 구비되어 상기 고정자프레임(113)과 간격이 유지된다.

상기 고정자프레임(113)과 마주하는 회전자프레임(131)의 축 방향 내측면에는 영구자석홈(1311)이 형성된다. 상기 영구자석홈(1311)은 복수로 형성된다. 상기 영구자석홈(1311)은 원주 방향을 따라 이격되어 형성된다. 상기 영구자석홈(1311)의 원주 방향 일측면은 원주 방향 일측으로 볼록하게 절곡된 형태로 형성된다. 타측면은 원주 방향 일측으로 오목하게 절곡된 형태로 형성된다. 상기 영구자석홈(1311)에는 상기 영구자석(135)이 삽입 고정된다.

상기 회전자프레임(131)의 반경 방향 외측 단부에는 제3 결합홀(1313)이 형성된다. 상기 제3 결합홀(1313)은 축 방향으로 관통 형성된다. 상기 제3 결합홀(1313)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비된다. 상기 회전자프레임(131)은 제3 결합홀(1313)을 관통하여 결합되는 결합부재로 커버(133)에 결합 고정된다.

상기 영구자석(135)은 상기 영구자석홈(1311)에 삽입 고정된다. 상기 영구자석(135)은 복수로 구비된다. 상기 영구자석(135)은 상기 회전자프레임(131)의 축 방향 내측면에 구비된다. 상기 영구자석(135)은 원주 방향을 따라 이격 구비된다. 상기 영구자석(135)은 블럭 형태로 형성된다. 상기 영구자석(135)의 원주 방향 일측면은 원주 방향 일측으로 볼록하게 절곡된 형태로 형성된다. 상기 영구자석(135)의 타측면은 원주 방향 일측으로 오목하게 절곡된 형태로 형성된다. 상기 영구자석(135)의 원주 방향 일측면은 이웃하는 영구자석(135)의 타측면에 삽입되는 형태로 구비된다. 상기 영구자석(135)의 반경 방향 내측면의 단면적은 반경 방향 외측면의 단면적보다 작게 형성된다. 상기 영구자석(135)의 반경 방향 내측면과 외측면은 만곡지게 형성된다.

상기 커버(133)는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성된다. 상기 커버(133)는 축 방향으로 분리 가능하게 구비된다. 상기 커버(133)는 상기 고정자프레임(113)으로부터 반경 방향 외측에서 회전 가능하도록 구비된다. 상기 커버(133)의 반경 방향 내측에는 반경 방향 외향으로 오목한 베어링홈(1331)이 형성된다. 상기 베어링홈(1331)에는 제1 베어링(137)의 외륜이 구비된다. 상기 커버(133)의 반경 방향 외측면은 외향으로 볼록한 돌출부(1339)가 형성된다. 상기 돌출부(1339)에는 복수의 제5 결합홀(1339a)이 형성된다. 상기 제5 결합홀(1339a)은 원주 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 제5 결합홀(1339a)과 타원체(210)의 제6 결합홀(2151)을 결합부재로 결합하여 상기 커버(133)와 타원체(210)가 결합된다.

상기 커버(133)는 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향으로 연장되어 연장부(1337)가 구비된다. 상기 연장부(1337)는 원주 방향을 따라 연장 구비된다. 상기 연장부(1337)의 단부로부터 축 방향 내측으로 이격되어 반경 방향 내측으로 돌출된 제2 턱부(1333)가 형성된다. 상기 제2 턱부(1333)는 원주 방향으로 연장 형성된다. 상기 제2 턱부(1333)는 상기 고정자프레임(113)으로부터 이격되어 일부를 감싸도록 구비된다.

상기 제2 턱부(1333)에는 제4 결합홀(1333a)이 형성된다. 상기 제4 결합홀(1333a)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 제4 결합홀(1333a)은 상기 회전자프레임(131)의 제3 결합홀(1313)이 형성된 위치에 형성된다. 상기 제4 결합홀(1333a)과 제3 결합홀(1313)을 결합부재로 결합하여 상기 커버(133)에는 축 방향으로 이격된 상기 회전자프레임(131)의 외측 단부가 고정 구비된다.

상기 연장부(1337)로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 결합돌기(1335)가 형성된다. 상기 결합돌기(1335)는 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비된다. 상기 결합돌기(1335)는 타원체(210)의 결합돌기홈(215)에 결합되어 상기 타원체(210)와 일체로 회전 가능하게 구비된다.

상기 제1 베어링(137)은 상기 커버(133)와 고정자프레임(113) 사이에 구비된다. 상기 제1 베어링(137)은 축 방향 간격을 유지하여 상기 영구자석(135)과 코일(115) 사이의 간격이 유지되도록하는 역할을 한다.

도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 하모닉드라이브부(200)는 상기 모터부(100)의 반경 방향 외측으로 연결 구비된다. 상기 하모닉드라이브부(200)는 타원체(210)와, 플렉스스플라인(250)과, 고정스플라인(270)과, 외부커버(290)로 이루어진다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 타원체(210)는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성된다. 상기 타원체(210)의 외주면은 타원형으로 형성된다. 상기 타원체(210)의 내주면은 원형으로 형성된다. 상기 타원체(210)는 축 방향으로 분리 가능하게 구비된다. 상기 타원체(210)의 반경 방향 내측에는 반경 방향 외향으로 오목한 커버홈(213)이 형성된다. 상기 커버홈(211)에는 상기 커버(133)의 돌출부(1339)가 삽입 구비된다.

상기 타원체(210)의 반경 방향 외측면에는 반경 방향 내향으로 오목하게 형성된 제2 베어링홈(213)이 형성된다. 상기 제2 베어링홈(213)에는 제2 베어링(230)의 내륜이 삽입 구비된다.

상기 타원체(210)에는 축 방향 양단부에 반경 방향 내측을 향하여 개구된 결합돌기홈(215)이 형성된다. 상기 결합돌기홈(215)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 결합돌기홈(215)에는 상기 커버(133)의 결합돌기(1335)가 결합된다.

상기 이웃하는 결합돌기홈(215) 사이에는 하나 이상의 제6 결합홀(2151)이 형성된다. 상기 제6 결합홀(2151)은 상기 제5 결합홀(1339a)이 형성된 위치에 형성된다. 상기 제6 결합홀(2151)과 커버(133)의 제5 결합홀(1339a)을 결합부재로 결합하여 연결 고정된다. 상기 타원체(210)는 상기 커버(133)와 연결되어 일체로 회전된다.

상기 제2 베어링(230)은 상기 제2 베어링홈(213)에 삽입 구비된다. 상기 제2 베어링(230)은 유연하게 움직이는 플렉시블 베어링(flexible bearing)이 이용된다. 상기 제2 베어링(230)은 상기 타원체(210)의 외주면의 형태를 따라 밀찰되어 구비된다. 상기 제2 베어링(230)의 반경 방향 외측면의 일부(즉, 타원체(210)의 외주면의 장축)가 플렉스스플라인(250)의 내측면에 접하도록 구비된다.

상기 플렉스스플라인(250)은 단면이 원형인 중공체로 형성된다. 상기 플렉스스플라인(250)은 축 방향 양측으로 개구되어 형성된다. 상기 플렉스스플라인(250)은 상기 모터부(100)와 타원체(210)를 감싸는 형태로 구비된다. 상기 플렉스스플라인(250)은 상기 타원체(210)의 외측과 축 방향으로 모터부(100)의 양측에 구비된다. 상기 플렉스스플라인(250)은 플렉스스플라인 본체(251)와 출력축(253)으로 이루어진다.

상기 플렉스스플라인 본체(251)는 상기 회전자프레임(131)과 타원체(210)를 감싸는 형태로 구비된다. 상기 플렉스스플라인 본체(251)는 축 방향으로 분리 가능하게 구비된다. 상기 플렉스스플라인 본체(251)는 상기 제2 베어링(230)의 내접면으로부터 축 방향으로 연장 형성되고, 반경 방향 내측으로 만곡지게 절곡되어 연장 형성된다. 상기 플렉스스플라인 본체(251)는 축 방향 양측으로 개구되어 형성된다. 상기 플렉스스플라인 본체(251)는 상기 회전자프레임(131)과 타원체(210)로부터 축 방향 외측으로 이격 구비된다.

상기 플렉스스플라인 본체(251)의 내측면은 상기 타원체(210)에 외접하여 구비된다. 상기 플렉스스플라인 본체(251)의 반경 방향 외측면에는 외부치(外部齒)(2511)가 구비된다. 상기 외부치(2511)는 축 방햐으로 연장 형성된다. 상기 외부치(2511)는 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비된다. 상기 외부치(2511)는 고정스플라인(270)의 내부치(內部齒)(271)의 일부와 치합되며 회전된다. 상기 외부치(2511)는 상기 제2 베어링(230)의 외주면의 장축을 따라 변형되어 상기 내부치(271)와 치합된다.

상기 출력축(253)은 상기 축부(110)에서 축 방향 외측으로 이격 구비된다. 상기 출력축(253)은 상기 축부(110)에서 축 방향 양측으로 각각 구비된다. 상기 출력축(253)은 상기 플렉스스플라인 본체(251)의 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향 외측으로 연장 형성된다. 상기 출력축(253)은 상기 플렉스스플라인 본체(251)와 일체로 함께 회전된다.

상기 출력축(253)의 반경 방향 외측에는 반경 방향 내향으로 오목하게 제3 베어링홈(2531)이 형성된다. 상기 제3 베어링홈(2531)에는 제3 베어링(255)이 구비된다. 상기 출력축(253)은 상기 제3 베어링(255)에 의해 외부커버(290)에 회전 가능하게 구비된다.

상기 고정스플라인(270)은 상기 플렉스스플라인(250)의 반경 방향 외측에 구비된다. 상기 고정스플라인(270)의 반경 방향 내측면에는 내부치(內部齒)(271)가 구비된다. 상기 내부치(271)는 상기 플렉스스플라인(250)의 외부치(2511)와 치합된다. 상기 내부치(271)와 외부치(2511)는 상기 외부치(2511)의 장축 위치에 따라 변화되며 치합된다.

상기 외부커버(290)는 상기 고정스플라인(270)을 사이에 두고 축 방향 양측에 구비된다. 상기 외부커버(290)는 상기 플렉스스플라인 본체(251)와 마주하도록 구비된다. 상기 외부커버(290)의 반경 방향 외측 단부는 상기 고정스플라인(270)의 단부에 고정 구비된다. 상기 외부커버(290)의 반경 방향 내측 단부는 상기 제3 베어링(255)과 접하여 구비된다. 상기 외부커버(290)는 반경 방향 내측 단부에서 축 방향 내측으로 이격되어 제3 턱부(291)가 형성된다. 상기 제3 턱부(291)에는 상기 제3 베어링(255)이 구비된다.

본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 작동을 살펴보면, 회전자프레임(131)에 구비된 영구자석(230)이 고정된 코일(115)을 따라 회전됨으로써 회전자프레임(131)이 고정된 커버(133)가 일체로 회전된다. 상기 커버(133)는 타원체(210)에 고정 결합되어 상기 타원체(210)는 회전자프레임(131)과 일체로 회전된다. 상기 회전자프레임(131)이 회전함에 따라 상기 타원체(210)는 제2 베어링(230)을 회전 시킨다. 상기 제2 베어링(230)은 타원체(210)의 장축의 회전에 따라 플렉스스플라인 본체(251)의 내측에 일부가 연속하여 접하며 회전된다. 상기 타원체(210)의 장축이 위치된 플렉스스플라인 본체(251)의 외부치(2511)는 고정스플라인(270)의 내부치(271)와 일부가 치합되며 회전되고, 상기 플렉스스플라인 본체(251)와 연결된 출력축(253)을 통해 외부로 동력이 전달된다.

본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터의 각 구성들은 축 방향으로 분리가 가능하여 유지 보수가 용이하다.

지금까지 본 발명에 따른 감속기 일체형 엑셜 모터는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 모터부
110 : 축부 111 : 중공축
113 : 고정자프레임 115 : 코일
130 : 회전부 131 : 회전자프레임
133 : 커버 1331 : 베어링홈
135 영구자석 137 : 제1 베어링
200 : 하모닉드라이브부
210 : 타원체 211 커버홈
213 : 제2 베어링홈 215 결합돌기홈
230 제2 베어링 250 : 플렉스스플라인
251 플렉스스플라인 본체 2511 : 외부치
253 출력축 255 : 제3 베어링
270 : 고정스플라인 271 : 내부치
290 : 외부커버

Claims (6)

1. 모터부(100)와 하모닉드라이브부(200)로 이루어지며;
   상기 모터부(100)는 축부(110)와 회전부(130)로 이루어지며; 상기 축부(110)는 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 축 방향으로 양단부로부터 이격되어 반경 방향 외향으로 돌출된 고정자프레임(113)이 구비되며, 상기 고정자프레임(113)의 축 방향 양측에 원주 방향을 따라 이격되어 복수의 코일(115)이 구비되며; 상기 회전부(130)는 고정자프레임(113)을 감싸는 형태로 상기 축부(110)의 반경 방향 외측과 축 방향으로 고정자프레임(113)의 양측에 구비되며; 상기 회전부(130)는 회전자프레임(131)과, 영구자석(135)과, 커버(133)로 이루어지며; 상기 회전자프레임(131)은 링 형태인 판상으로 구비되며, 상기 고정자프레임(113)을 사이에 두고 축 방향 양측에서 고정자프레임(113)과 마주하도록 구비되며; 상기 영구자석(135)은 상기 회전자프레임(131)의 축 방향 내측면에 구비되며; 상기 커버(133)는 상기 고정자프레임(113)으로부터 반경 방향 외측에서 회전 가능하도록 구비되며, 축 방향으로 이격된 상기 회전자프레임(131)의 외측단부가 고정 구비되며;
   상기 하모닉드라이브부(200)는 상기 모터부(100)의 반경 방향 외측으로 연결 구비되고, 타원체(210)와, 플렉스스플라인(250)과, 고정스플라인(270)과, 외부커버(290)로 이루어지며; 상기 타원체(210)는 커버(133)에 연결 구비되어 커버(133)와 일체로 회전하며; 상기 플렉스스플라인(250)은 단면이 원형이고, 모터부(100)와 타원체(210)를 감싸는 형태로 상기 타원체(210)의 외측과 축 방향으로 모터부(100)의 양측에 구비되며, 플렉스스플라인 본체(251)와 출력축(253)으로 이루어지며; 상기 플렉스스플라인 본체(251)는 상기 타원체(210)에 외접하며, 외측면에 외부치(2511)가 구비되며; 상기 출력축(253)은 축부(110)에서 축 방향 외측으로 이격 구비되며, 외부커버(290)에 회전 가능하게 구비되며; 상기 고정스플라인(270)은 플렉스스플라인(250)의 반경 방향 외측에 구비되며, 반경 방향 내측면에는 상기 플렉스스플라인(250)의 외부치(2511)와 치합되는 내부치(271)가 형성되며; 상기 외부커버(290)는 상기 고정스플라인(270)을 사이에 두고 축 방향 양측에서 플렉스스플라인 본체(251)와 마주하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.
2. 제1 항에 있어서, 상기 영구자석(135)은 복수로 구비되며, 상기 회전자프레임(131)의 축 방향 내측면에 원주 방향을 따라 이격 구비되며, 블럭 형태로 형성되며, 원주 방향 일측면은 원주 방향 일측으로 볼록하게 절곡된 형태로 형성되며, 타측면은 원주 방향 일측으로 오목하게 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.
3. 제1 항에 있어서, 상기 고정자프레임(113)에는 복수의 코일홈(1133)이 형성되며, 원주 방향으로 이격 형성되며, 상기 코일홈(1133)에는 코일(115)이 삽입 고정되며, 상기 복수의 코일홈(1133) 중 어느 하나 이상에는 스트레인게이지(1133a)가 구비되며;
   상기 코일(115)은 반경 방향 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되어 구비되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.
4. 제1 항에 있어서, 상기 모터부(100)와 하모닉드라이브부(200)는 축 방향으로 분리 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.
5. 제1 항에 있어서, 상기 축부(110)는 중공축(111)과 고정자프레임(113)으로 이루어지며;
   상기 중공축(111)은 복수로 구비되며, 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 축 방향 일측 단부로부터 이격되어 반경 방향 내향으로 턱부가 형성되며, 상기 턱부가 마주하여 제1 홈(1111)이 형성되며, 상기 제1 홈(1111)이 형성된 위치에 원주 방향으로 이격되어 축 방향으로 연장되며 일측 또는 양측으로 관통된 제1 결합홀(1115)이 형성되며 ;
   상기 고정자프레임(113)은 단면이 원형인 중공체로 형성되며, 반경 방향 내측이 상기 제1 홈(1111)에 삽입 구비되며, 상기 제1 결합홀(1115)이 형성된 위치에 축 방향으로 관통된 제2 결합홀(1135)이 형성되며;
   상기 중공축(111)과 고정자프레임(113)은 제1 결합홀(1115)과 제2 결합홀(1135)을 관통하는 결합부재가 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.
6. 제1 항에 있어서, 상기 커버(133)는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성되며, 반경 방향 내측 단부로부터 축 방향으로 연장되어 연장부(1337)가 원주 방향으로 연장 구비되며, 상기 연장부(1337)로부터 이격되어 반경 방향 내측으로 돌출되어 원주 방향으로 연장된 제2 턱부(1333)가 형성되며; 상기 연장부(1337)로부터 반경 방향 외측으로 돌출된 결합돌기(1335)가 형성되며, 상기 결합돌기(1335)는 원주 방향으로 이격되어 복수로 구비되며; 상기 커버(133)와 고정자프레임(113) 사이에는 제1 베어링(137)이 구비되며;
   상기 타원체(210)는 단면이 'ㄷ'자 형상인 중공체로 형성되며, 축 방향 양단부에 반경 방향 내측을 향하여 개구된 결합돌기홈(215)이 형성되며, 상기 결합돌기홈(215)은 원주 방향으로 이격되어 복수로 형성되며;
   상기 커버(133)는 상기 결합돌기홈(215)에 상기 결합돌기(1335)가 결합되어 타원체(210)와 일체로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 감속기 일체형 엑셜 모터.

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