KR20190141361A - 일체형 구동 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품수를 최소화하여 조립 및 누적공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여, 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 일체형 구동 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 일체형 구동 모듈은 모터, 모터의 출력 측에 연결되어 회전을 감속하는 감속기, 감속기의 출력 측에 연결되어 감속된 속도로 구동되는 제1 링크, 제1 링크와 연결되는 제2 링크, 모터 및 제1 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 모터 및 제1 링크를 수용하는 제1 하우징, 제1 하우징에 결합되며, 감속기 및 제2 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 감속기 및 제2 링크를 수용하는 제2 하우징을 포함한다.

Description

일체형 구동 모듈{Integrated drive module}

본 발명은 구동 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부품수를 최소화하여 조립 및 누적공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여, 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 일체형 구동 모듈에 관한 것이다.

모터(motor)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로, 각종 기계 장치, 로봇, 컨베이어, 리프트 등에 널리 사용된다.

기존의 직류 모터는 정류자와 브러시의 기계적 접촉에 의한 스위칭 구동에 의해 작동되어 신뢰성의 저하 및 마모 등에 따른 수명 단축의 문제가 있었고, 이를 개선하기 위해 반도체 소자를 이용한 전자 스위칭 방식의 비엘디씨(BLDC: Brushless DC) 모터로 대체되고 있다.

BLDC 모터를 이용한 구동 모듈은 DC 모터에서 브러시 구조를 없애고 정류를 전자적으로 수행하는 모터로서, 모터의 회전 운동을 감지하는 엔코더와 모터에서 발생한 회전 운동을 일정 비율로 감속하는 감속기가 필요하다. 여기서 감속기를 통해 회전 속도를 늦추고 토크는 증폭하여 복수의 링크를 구동시키게 된다.

그런데 구동 모듈의 각 구성은 각각의 하우징에 수용된 상태로 서로 조립되게 되는데, 조립되는 과정에서 누적 공차에 의한 파라미터 오차가 발생될 수 있고, 이에 따라 내구성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-1618322호 (2016.05.09.공고)

따라서 본 발명의 목적은 부품수를 최소화하여 조립 및 누적공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여, 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 일체형 구동 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈은 모터, 상기 모터의 출력 측에 연결되어 회전을 감속하는 감속기, 상기 감속기의 출력 측에 연결되어 감속된 속도로 구동되는 제1 링크, 상기 제1 링크와 연결되는 제2 링크, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하는 제1 하우징, 상기 제1 하우징에 결합되며, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하는 제2 하우징를 포함한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 모터는, 외관을 구성하는 회전자, 상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 회전자의 회전 운동을 지원하는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 감속기는 상기 회전자의 회전축에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 제1 링크 및 상기 제2링크 사이에 구비되는 크로스롤러베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈은 모터, 상기 모터의 출력 측에 연결되어 회전을 감속하는 감속기, 상기 감속기의 출력 측에 연결되어 감속된 속도로 구동되는 제1 링크, 상기 제1 링크와 연결되는 제2 링크, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하는 제1 하우징, 상기 제1 하우징에 결합되며, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하는 제2 하우징, 상기 제2 하우징에 결합되어 상기 감속기를 상기 제2 하우징에 고정시키는 고정단을 포함한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 모터는 회전자, 상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 회전자의 회전 운동을 지원하는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 감속기는 상기 회전자의 회전축에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈에 있어서, 상기 제1 링크 및 상기 제2링크 사이에 구비되는 크로스롤러베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일체형 구동 모듈은 모터 및 제1 링크 각각의 하우징을 일체화한 제1 하우징과, 제1 하우징에 결합되며 감속기 및 제2 링크 각각의 하우징을 일체화한 제2 하우징을 구비하여, 부품수를 최소화하여 조립 및 누적공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 구동 모듈의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 일체형 구동 모듈의 A-A 단면도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 모터를 포함하는 구동 모듈과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 구동 모듈의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 일체형 구동 모듈의 A-A 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 구동 모듈(100)은 모터(5), 감속기(6), 제1 링크(7), 제2 링크(8), 제1 하우징(13) 및 제2 하우징(14)을 포함한다.

모터(5)는 전력을 이용해 회전축에 회전력을 발생시키는 역할을 하며 BLDC(BrushLess DC) 모터의 일종이다. 모터(5)는 외관을 구성하는 고정자(2)와 회전자(3)를 포함한다.

고정자(2)는 회전자(3)를 감싸는 형태로 위치하여 코일이 감겨있고, 회전자(3)는 중앙에 회전축이 위치하고 내부에 영구자석을 포함한다. 고정자(2)는 코일에 전류가 공급됨에 따라 자기장을 형성하고, 이에 따라 영구자석을 포함한 회전자(3)를 회전시키는 방식으로 회전자(3)의 회전 운동을 지원한다.

모터(5)는 엔코더(11)의 감지 신호에 따라 회전자의 위치를 검출하고 고정자(2)의 코일에 전류를 공급하여 회전자(3)의 회전을 제어하며, 회전자(3)는 중앙의 회전축을 중심으로 회전하게 된다.

감속기(6)는 모터(5)의 회전축이 회전하면 회전비를 일정 비율로 변경하여 감속하는 역할을 한다. 감속기(6)는 모터(5)의 출력 측에 위치하며 회전자(3)의 회전축에 고정되어 위치한다.

여기서 감속기(6)는 하모닉 드라이브가 될 수 있으며, 제1 링크(7)와 연결되며 회전자(3)의 회전축에 구비된 회전 샤프트와 연결될 수 있다.

엔코더(encoder)(11)는 모터(5)의 회전축이 회전함에 따른 회전량을 측정하는 역할을 한다. 엔코더(11)는 회전축의 회전에 따라 신호를 출력하며, 회전축의 회전에 따른 절대 위치에 대한 신호를 출력하는 절대치형(absolute) 엔코더와 회전 각도에 비례하는 신호를 출력하는 증분형(incremental) 엔코더가 있다.

엔코더(11)는 도시되지는 않지만, 광학식으로 회전축의 회전 위치에 대한 신호를 출력할 수 있으며, 회전축의 회전에 따라 광을 통과시키는 슬롯이 형성된 엔코더 필름, 엔코더 필름을 통과한 광을 검출하는 엔코더 리시버, 엔코더 리시버를 고정하기 위한 엔코더 리시버 고정 파트, 엔코더 필름을 고정하기 위한 엔코더 필름 고정 파트를 포함하여 이루어진다.

크로스롤러베어링(9)은 90˚의 V홈 형상 전동면에 원통롤러가 스페이서 리테이너 사이에 상호 직교배열 되어 있으므로, 1개의 베어링으로 레디얼 하중, 축방향 하중 및 모멘트 하중 등 모든 바ㅎ양의 하중을 부하하는 것이 가능하다.

또한 크로스롤러베어링(9)은 직교 배열한 롤러 사이에 스페이서 리테이너를 배열하여 롤러의 스큐방지나 롤러끼리의 상호마찰에 의한 회전 토크의 증가를 방지한다.

제1 하우징(13)은 모터(5) 및 제1 링크(7)를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 모터(5) 및 제1 링크(7)를 수용할 수 있다. 즉 제1 하우징(13)은 모터(5) 및 제1 링크(7)를 각각 수용하기 위한 하우징을 일체화하여 제작된다.

이에 따라 조립 및 누적 공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

제2 하우징(14)은 제1 하우징(13)에 결합되며, 감속기(6) 및 제2 링크(8)를 수용하기 위한 공간이 형성되고, 감속기(6) 및 제2 링크(8)를 수용할 수 있다. 즉 제2 하우징(14)은 감속기(6) 및 제2 링크(8)를 각각 수용하기 위한 하우징을 일체화하여 제작된다.

이에 따라 조립 및 누적 공차에 의한 파라미터 오차를 최소화하여 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

이때 감속기(6)를 제1 하우징(13)에 고정시키기 위하여, 제1 하우징(13)의 출력 측에 위치한 고정단(12)을 더 포함한다. 고정단(12)은 회전축을 중심으로 감속기(6)와 제1 하우징(13)의 사이에 위치하여 감속기(6)가 제1 하우징(13)에 고정 설치되도록 지원한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

2 : 고정자 3 : 회전자
5 : 모터 6 : 감속기
7 : 제1 링크 8 : 제2 링크
9 : 크로스롤러베어링 11 : 엔코더
12 : 고정단 13 : 제1 하우징
14 : 제2 하우징 100 : 일체형 구동 모듈

Claims (8)

1. 모터;
   상기 모터의 출력 측에 연결되어 회전을 감속하는 감속기;
   상기 감속기의 출력 측에 연결되어 감속된 속도로 구동되는 제1 링크;
   상기 제1 링크와 연결되는 제2 링크;
   상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하는 제1 하우징;
   상기 제1 하우징에 결합되며, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하는 제2 하우징;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터는,
   회전자;
   상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 회전자의 회전 운동을 지원하는 고정자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 감속기는,
   상기 회전자의 회전축에 고정되는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 링크 및 상기 제2링크 사이에 구비되는 크로스롤러베어링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
5. 모터;
   상기 모터의 출력 측에 연결되어 회전을 감속하는 감속기;
   상기 감속기의 출력 측에 연결되어 감속된 속도로 구동되는 제1 링크;
   상기 제1 링크와 연결되는 제2 링크;
   상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 모터 및 상기 제1 링크를 수용하는 제1 하우징;
   상기 제1 하우징에 결합되며, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하기 위한 공간이 형성되어, 상기 감속기 및 상기 제2 링크를 수용하는 제2 하우징;
   상기 제2 하우징에 결합되어 상기 감속기를 상기 제2 하우징에 고정시키는 고정단;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 모터는,
   회전자;
   상기 회전자를 감싸는 형태로 상기 회전자의 회전 운동을 지원하는 고정자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
7. 제5항에 있어서,
   상기 감속기는,
   상기 회전자의 회전축에 고정되는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제1 링크 및 상기 제2링크 사이에 구비되는 크로스롤러베어링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구동 모듈.

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