KR20230002651A - 콤팩트 기어 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자유로운 내부 공간을 형성하고 있는 실린더형 권선 고정자 조립체와, 상기 내부 공간(6)의 내측으로 가이드되는 회전자 조립체를 포함하는 전기 모터에 대한 것인데, 전기 모터의 감속 기어는, 고정자 조립체에 고정되는 하우징의 내측에 위치하고, 가동 기어 조립체를 구비하고 있으며, 상기 가동 기어의 출력은 이동 출력 샤프트에 고정되며, 가동 기어의 입력 부재는, 하우징의 내측으로 연장되는 고정자 조립체에 의해 구동되며, 기어 모터는 출력 샤프트의 가이드 부재를 포함하며, 출력 샤프트는, 고정자 조립체의 내측에 적어도 부분적으로 위치하는 가이드 부재에 이를 때까지 모터의 내측으로 연장되며, 회전자 조립체는, 출력 샤프트의 표면과 고정자 조립체의 내측면 사이에 위치하는 가이드 수단에 의해 가이드되는 것을 특징으로 하는 기어 모터에 관한 것이다.

Description

콤팩트 기어 모터

본 발명은, 예를 들어 트로코이드 타입(trochoidal type) 또는 에피사이클릭 타입(epicyclic type)과 같은, 브러쉬리스(brushless) 타입의 전기 모터와, 상당한 축방향의 콤팩트함을 가지는 기계적 감속 기어(mechanical reduction gear)가 일체화된 방식으로 조합된 로터리 기어 모터(rotary gear motors)에 관한 것이다.

본 발명은, 제한적인 것이 아닌 바람직한 예로서 밸브 플랩(valve flap)의 작동, 유체의 유량을 조절하는 니들(needle)의 작동, 캠샤프트 페이저(camshaft phaser) 등과 같은 다양한 자동차 분야의 적용에 있어서 특별한 효용성이 있다.

모터와 감속 기어 기능이 동일한 하우징 내에서 일체화되어 있는 기어 모터에 대한 기록들이 공지되어 있다. 예를 들어, 문서 US2018022397과 US9303728은 트로코이드(trochoidal)(또는 사이클로이드/cycloidal) 형식의 감속 기어와 브러쉬리스(brushless) 전기 모터의 조합을 개시하고 있다. 이러한 종래 기술에서, 출력 샤프트(output shaft)는 전기자동차의 샤프트와 분리되어 있고 모터의 아래쪽(downstream)에 배치되어 있다. 모터 샤프트는 모터의 전방 및 후방에서 강제 베어링(imposing bearings)에 의해 가이드되며, 출력 샤프트는 롤링 베어링(rolling bearings)과 메인(main) 베어링에 의해 가이드된다. 이러한 종래 기술에서는 상당한 규모의 롤링 베어링(단독 또는 이중)이 필요하며, 그에 따라 콤팩트한 형태가 되기가 어렵다.

또한 문서 US9041259에는, 유성(플래너터리/planetary 또는 에피사이클릭/epicyclic) 감속 기어와 브러쉬리스 모터의 조합을 개시하고 있는데, 특별히 위치 판독을 위하여, 그리고 모터의 상부에서 샤프트를 가이드할 수 있도록 출력 샤프트가 모터의 상부를 관통하는 특징을 가지는 기술을 개시하고 있다. 이러한 종래 기술에서는 비록 앞서 소개한 종래 기술에 비하여 좀 더 콤팩트화를 시킬 수 있지만, 모터 샤프트를 가이드하기 위한 두 개의 롤링 베어링과, 출력 샤프트를 가이드하기 위한 롤링 베어링 및 메인 베어링이 필요하다. 그에 따라 제조 공정상의 복잡함이 야기되고 콤팩트함도 최적화되지 못하게 된다.

종래 기술에 따른 이러한 장치는 경제적으로도 만족스럽지 못하며, 회전 부재를 가이드하는 것을 보장하기 위해 많은 개수의 부품이 필요하며, 특히, 상당한 개수의 롤링 베어링과 메인 베어링이 필요한 바, 이는 비용을 증가시키고, 이러한 가이드 부품의 상대적으로 큰 크기로 인하여 최적화되지 못한 축방향 크기를 가지게 되는 문제점이 있다.

종래 기술에서는 특히, 일측의 출력 샤프트와 타측의 로터 조립체가, 모터 하우징에 의해 지지되는 롤링 베어링에 의해 가이드된다. 이러한 것은 자동차의 성능 및 감속 기어의 성능, 특히 효율성, 회전성 및 감속기어의 내구성에 부정적인 영향을 미치는 제작 공차(manufacturing tolerances)로 인한 편심 오류의 위험성을 야기한다.

본 발명의 주목적은, 크기를 줄이고, 메인 베어링과 롤링 베어링 같은 마모되는 가이드 부재의 개수를 줄이며, 기어 모터에 이미 존재하는 부재에 의해 이러한 가이드 기능이 이루어지도록 함으로써, 기어 모터를 더 경제적이고 더 콤팩트하게 만들 수 있는 방안을 제안하는 것이다. 또한 본 발명은 출력 샤프트와 회전자(rotor)가 완전하게 동축으로 위치하는 것을 보장할 수 있게 되도록 하는 것을 목적으로 한다.

종래 기술에서는, 출력 샤프트의 롤링 베어링과 회전자 조립체 간의 잘못된 정렬로 인하여, 시스템의 작동을 저해하거나 또는 저하시키는 위험(성능 저하, 소음발생, 내구수명 저하)을 가지는 과고정(hyperstatic) 시스템이 형성되었다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 특별히 전기 모터와 기계적인 감속 기어를 포함하는 기어 모터로서, 자유로운 내부 공간을 형성하고 있는 실린더형 권선 고정자 조립체와, 상기 내부 공간의 내측으로 가이드되는 회전자 조립체를 포함하며, 전기 모터의 감속 기어는, 고정자 조립체에 고정되는 하우징의 내측에 위치하고, 가동 기어 조립체를 구비하고 있으며, 상기 가동 기어의 출력은 이동 출력 샤프트에 고정되며, 가동 기어의 입력 부재는, 하우징의 내측으로 연장되는 고정자 조립체에 의해 구동되며, 기어 모터는 출력 샤프트의 가이드 부재를 포함하며, 출력 샤프트는, 고정자 조립체의 내측에 적어도 부분적으로 위치하는 가이드 부재에 이를 때까지 모터의 내측으로 연장되며, 회전자 조립체는, 출력 샤프트의 표면과 고정자 조립체의 내측면 사이에 위치하는 가이드 수단에 의해 가이드되는 것을 특징으로 하는 기어 모터가 제공된다.

본 발명의 변형 실시예에는 아래와 같은 기계적인 특징들이 개별적으로 또는 전제적으로 조합되어 구비될 수 있다.

-상기 가이드 수단은 롤링 베어링으로 구성되고,

-상기 가이드 수단은 플레인(plain) 베어링으로 구성되고,

-상기 가이드 수단은, 가이드 수단은, 롤링 베어링과, 고정자 조립체에 결합된 플랜지의 튜브형 슬리브 사이가 동축으로 조합되어 있는 구성(coaxial combination)을 가지며,

- 고정자 조립체는, 출력 샤프트를 가이드하기 위한 지지 부재를 내부 공간 내에서 형성할 수 있도록, 주입 가능한 플라스틱 재료에 의해 오버몰딩된 것이고,

- 지지 부재는 출력 샤프트가 가이드되는 롤링 베어링 또는 메인 베어링을 수용하기 위한 실린더형 보어(cylindrical bore)이고,

-지지부재는 출력 샤프트를 직접적으로 가이드하는 실린더형 보어이고,

-가이드형 지지 부재는, 고정자 조립체의 오버몰딩 내에서 직접적으로 만들어진 실린더형 보어에 의해 획득되는 플레인 베어링이고,

-가이드형 지지 부재는 인서트 베어링이고,

-하우징과 오버몰딩은, 대응되는 고정 아일렛에 의해 측방향으로(laterally) 연장되어 있고,

-몰드화된 고정자(molded stator)가 플랜지의 내측에 위치하고, 하우징 및 플랜지는, 대응되는 고정 아일렛에 의해 측방향으로 연장되어 있고,

-출력 부재는, 하우징에 결합되어 있는 고정형 톱니부와 기계적으로 맞물려 작동하는 톱니부가, 그 외주면에 구비되어 있으며,

-기어 모터는, 하우징에 결합되는 고정형 톱니부를 구비하며,

-하우징의 고정형 내측 톱니부는, 하우징의 재료로부터 만들어져서 하나의 부재를 이루고 있으며,

-하우징의 고정형 내측 톱니부는, 하우징의 재료로부터 직접적으로 만들어지거나 또는 고정자 조립체의 오버몰딩 내에 만들어지며,

-매우 강한 강체 재료(rigid material)로 만들어진 링이, 내측 톱니부의 외주면에 삽입되고,

-기어 모터는, 출력 샤프트에 결합된 출력 디스크에 만들어진 내측 톱니부를 포함하며, 내측 톱니부는 기어 휠과 협력하여 작동하며, 기어 휠은 축 연장부, 또는 공동과 협동하는 공동, 또는 기어 휠의 편심 회전이 가능하도록 하우징에 고정된 축 연장부를 가지며,

-기계적 감속 기어는 트로코이드 타입의 것이며,

-가동 기어의 입력 부재는, 내측 톱니부와 기계적으로 작동하는 톱니부가 외주면에 형성되어 있는 기어 휠이고,

-기계적 감속 기어는 에피사이클릭 타입인 것이고,

-기계적 감속 기어는 타원형의 또는 스트레인 웨이브 타입의 것이며,

-가동 기어의 출력 부재는 출력 샤프트에 결합된 출력 디스크이고, 출력 디스크와 기어 휠은 후크를 사용하여 축방향으로 결합된 것이며,

-가동 기어의 출력 부재는 출력 샤프트에 결합된 출력 디스크이고, 회전자 조립체와 출력 디스크는 축방향으로 프리스트레스(pre-stressed)되어 있으며,

-기어 모터는, 고정자와 고정자 조립체의 후방 상의 플랜지 사이에 배치되어 있는 인쇄 회로를 포함하고, 상기 인쇄 회로는, 출력 샤프트에 결합된 자석과 협력하여 작동하는 예를 들면, 자기 민감성(magneto-sensitive) 검지 프로브, 홀 프로브(Hall probe)와 같은 위치 센서를 포함하며,

-내부 공간에 삽입되는 자기 액추에이터(magnetic actuator)는, 전원 공급에 의하여 조절되는 회전자 조립체의 회전에 제동(brake)을 가하며,

-자기 액추에이터는, 전원 공급이 불완전할 때, 회전자 조립체의 회전을 저지하며(block),

-자기 액추에이터는 전원 공급이 중단되었을 때, 회전자 조립체의 회전이 자유롭게 이루어지도록 방치한다.

본 발명의 특징과 잇점은 첨부된 도면을 참조하여 서술되는 후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 기어 모터의 제1실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기어 모터의 제2실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기어 모터의 제3실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기어 모터의 제4실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 기어 모터의 제5실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기어 모터의 제6실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기어 모터의 제7실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 기어 모터의 제8실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 기어 모터의 제9실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명에 따른 기어 모터의 제10실시예에 대한 개략적인 단면도와 분해 사시도이다.
도 12는 도 11a에 도시된 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 기어 모터의 제11실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 기어 모터의 제12실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 17a는 본 발명에 따른 기어 모터의 제13실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 17b는 본 발명에 따른 기어 모터의 제13실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 18a 및 도 18b는 각각 본 발명에 따른 기어 모터의 제14실시예에 대한 개략적인 부분 단면 사시도이다.
도 18c 및 도 18d는 각각 본 발명에 따른 기어 모터의 제14실시예에 대한 개략적인 축방향 및 반경방향의 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 기어 모터의 제15실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.

전체적으로, 기어 모터는, 기계식 감속 기어(201)와 결합되어 있는 전기 모터(200)를 포함하여 구성되는데, 전기 모터(200)는 고정자 조립체(stator assembly)(2)와, 회전자 조립체(rotor assembly)(26)와, 가동 기어 조립체(movable gearing assembly)를 구비한 기계적인 감속 기어(210)를 포함하여 구성되며, 상기 가동 기어의 출력 부재는 가동 출력 샤프트(19)에 결합되어 있고, 상기 가동 기어의 입력 부재는 상기 회전자 조립체(26)에 의해 구동된다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 기어 모터의 제1실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서 기어 모터는 플랜지(1)를 구비하고 있고, 플랜지(1)의 내측에는 브러쉬리스 전기 장치의 고정자 조립체(2)가 위치하고 있는데, 전기 권선(3)을 용이하게 유지하기 위하여 상기 고정자 조립체(2)는 플라스틱 재료로 오버몰드(overmold)된 강자성 적층 조립체(assembly of ferromagnetic laminations)의 형태를 이루고 있다. 상기 전기 권선은, 고정자 조립체(2)의 후방에 위치하고 있는 인쇄 회로(5)로부터 전기 권선으로의 전기 공급이 가능하도록 프레스-핏(press-fit) 타입의 단부를 가지는 연결부(4)를 구비하고 있다. 상기 인쇄 회로는, 예를 들면 홀 프로브(Hall probe)와 같은, 자기 위치 측정 프로브(magnetic position measurement probe)(24)를 포함하는데, 상기 자기 위치 측정 프로브는 출력 샤프트(19)의 연장부에 위치하고 있다. 상기 인쇄 회로(5)는 모터의 제어를 위한 전자적인 구성요소의 전부 또는 일부분을 포함한다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 모터 코일의 연결부는, 예를 들어 필요한 전력이 높다면 코퍼 트랙(copper tracks)(또는 "리드-프레임/lead-frame")을 사용하여 만들어질 수 있다. 회전자 조립체(26) 또는 가동 기어 조립체의 출력 샤프트(19)의 위치를 측정하기 위하여 하나 이상의 위치 센서가 필요한 경우, 인쇄 회로(5)는 탈거 또는 장착될 수도 있다. 고정자 조립체(2)와 플랜지(1) 사이에서의 인쇄 회로(5)의 레이아웃에 의해, 플랜지(1)를 사용하여 인쇄 회로(5)에 의해 발생되는 열량의 방출을 촉진시키면서도 매우 콤팩트한 일체화가 이루어진다.

고정자 조립체(2)는 전기 기계의 회전축에 대하여 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 회전자 조립체(26)가 위치하게 되는 자유 내부 공간(6)을 가지고 있으며, 고정자 조립체(2)는, 일반적으로 서포트(support/ 지지 부재)(9)에 고정되며 자기적인 물성을 가질 수도 있고 아닐 수도 있는 마그네틱 링(ring)(8)의 형태를 가진다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 회전자 조립체(26)는 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 통상적으로 사용되는 또다른 실시예가 존재할 수 있는데, 예를 들면, 자석을 사용하지 않거나 또는 강자성 요크(yoke) 내에 또는 그 위에 장착되는 자석을 사용하는 또다른 실시예가 존재할 수 있다. 또한 자석은 전부가 또는 일부분이 고정자 조립체 내에 위치할 수 있다. 상기 서포트(9)는 샤프트(10)에 의해 회전자 조립체(26)의 전방을 향하여 연장되고, 롤링 베어링(11)의 회전축이 회전자 조립체(26)의 회전축에 대하여 편심을 가지는 형태로 되도록 롤링 베어링(11)의 내측 링은 샤프트(10)에 결합된다. 롤링 베어링(11)의 외측 링은, 그 외주면에 톱니형상(13)이 존재하는 디스크 형상의 기어 휠(12)에 고정된다. 물론 본 발명은 회전자 조립체(26)가 전체적으로 고정자 조립체(2)의 내측에 위치하는 것에 한정되지 않으며, 당업자가 생각해 낼 수 있는 또다른 배열도 가능하다. 예를 들면, 회전자 조립체(26)는, 고정자 조립체(2)를 담아서 수용할 수 있는 벨 형태(bell type)으로 이루어져서, 고정자 조립체(2)를 관통하는 출력 샤프트(19)에 의해 가이드되도록 구성될 수도 있다. 또한, 고정자 조립체(2)와 회전자 조립체(26)의 자기적으로 활성화된 부분이 모터의 축방향으로 서로 마주하게 되고, 그럼에도 불구하고 회전자 조립체(26)가 고정자 조립체(2)의 내측에서 가이드되게 만드는, 관련 기술분야에서 공지된 축방향 플럭스 형상(axial flux configuration)가 고려될 수도 있다.

플랜지(1)에 고정되는 고정자 조립체(2)는 하우징(14)에 삽입되어 일체화를 이루게 된다. 하우징(14)은 내측 톱니부(15)를 가지고 있는데, 내측 톱니부(15)는 기어 휠(12)의 톱니부(13)와 맞물려서, 기어 휠(12)이 편심을 가지는 롤링 베어링(11)을 거쳐서 회전자 조립체(26)에 의해 구동될 때 사이클로이드 운동(cycloidal movement)을 하게 만든다. 도면에는 도시되지 않았지만 다중 휠을 기어 휠(12)로서 구비한 실시예가 고려될 수 있다. 하우징의 내측 톱니부(15)는 도면에 예시된 것처럼 하우징(14)가 일체를 이루도록 하우징(14)을 이루는 재료로 직접 만들어지는 것이 바람직하지만, 예를 들어 견고성의 요구사항에 맞추기 위하여, 하우징(14)의 톱니부가 하우징(14)보다 더 기계적인 강도가 큰 재료로 만들어져야 할 필요가 있는 경우에는, 톱니부가 별도의 독립적인 부재로 이루어져서 하우징(14)에 부착되는 것도 가능하다. 기어 휠(12)은, 출력 디스크(18)의 축방향 연장부(17)가 위치하게 되는 한 세트의 공동(cavities)(16)을 가지고 있다. 출력 디스크(18)는, 출력 샤프트(19)에 의하여, 전기 기계의 회전축을 중심으로 하여 회전하도록 가이드된다. 기어 휠(12)의 사이클로이드 운동과 출력 디스크(18)의 회전으로 인해, 출력 디스크(18)는 트로코이드 타입의 감속 기어에 대한 공지기술에 따라 톱니부(13, 15)의 톱니 개수에 의한 기계적 감속비에 맞춰서 회전되도록 구동된다. 축방향 연장부(17)는 선택적으로 하우징(14)에 고정되어 설치될 수 있고, 기어 휠(12)에 대한 서포트로서 기능하게 됨은 자명하게 알 수 있다. 따라서 기어 휠(12)은 원형 궤도 운동(circular trajectory movement)을 형성하게 되고, 톱니부(15)와 출력 디스크(18)는 강결되거나 일체화되어 하나의 부품을 이루게 된다. 이와 마찬가지로, 기어 휠(12)은 2개의 비동일 평면 상의 톱니부(13)를 가질 수 있는데, 톱니부(13)의 하나는 하우징의 톱니부(15)와 맞물리고, 톱니부(13)의 다른 하나는 출력 디스크와 강결되어 있는 제2톱니부와 맞물리며, 그에 따라 공동(16)은 제거된다.

하우징(14)은, 플랜지(1)의 방사상 연장부에 대응되는 방사상 연장부와, 사용형태에 따라 본 발명의 기어 모터를 외부 부재에 고정시키기 위한 고정 아일렛(eyelets/ 구멍)을 구비하고 있다.

따라서 기어 모터의 전방에서, 하우징(14)은, 장치의 회전축에 대해 회전하게 되는 출력 샤프트(19)를 가이드하는 볼 베어링(21)을 수용하는 가이드(guide)(20)를 구비하고 있으며, 출력 샤프트(19)는 연결 샤프트(22)에 의해 전방에서, 기어 모터의 사용형태와 관련하여 외부 부재를 향하여 연장되어 있다. 출력 샤프트(19)는 기어 모터의 후방을 향해서도 연장되어 있어서, 회전자 조립체(26)의 내부와 그 내부 공간(6)을 관통하게 된다. 출력 샤프트(19)는 기어 모터의 후방에서 메인(main) 베어링(25)에 의해 가이드되는데, 메인 베어링(25)은 고정자 조립체(2)의 오버몰딩(overmolding)의 연장부에 의해 형성되어, 추가적인 가이드 부재 없이도 직접적으로 가이드 기능을 수행할 수 있게 된다. 이러한 실시예에서, 가동 기어 조립체의 출력 샤프트(19)는 연결 샤프트(22)에 의해 외부 부재와 연결되지만, 본 발명은 이러한 직접적인 연결 형태에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 당업자에게 자명한 다양한 간접적인 연결 형태가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 가동 기어 조립체의 출력 샤프트(19)는, 예를 들어, 출력 샤프트(19)에 대해 축방향으로 평행하거나 수직하게 제2가동 기어 조립체의 입력 휠과 결합될 수 있으며, 제2가동 기어 조립체의 출력 샤프트는 연결수단에 의해 외부 부재에 결합될 수 있다.

본 발명의 중요 특징에 따라, 고정자 조립체(2) 내측의 두 개의 니들 롤러 베어링(needle roller bearings)(23)을 사용한 덕분에, 출력 샤프트(19)는 장치의 회전자 조립체(26)를 회전하도록 가이드한다. 이에 따라, 회전자 조립체(26)는 그 길이의 상당 부분에 걸쳐서 출력 샤프트(19)에 의해 매우 효율적으로 가이드된다.

출력 샤프트(19)는 그 후방단부에서 자석(7)을 지지하는데, 상기 자석(7)은 출력 샤프트(19)의 각 위치를 검지하는데 사용되는 자기 민감성(magneto-sensitive) 검지 프로브(24)를 축방향으로 마주한다. 위치 검지는 자석-검지 프로브로 이루어진 구성에 의해 이루어지는 것에 한정되지 않으며, 도면에는 도시되지 않았지만 자기유도 타입의 검지와 같은 다른 실시예가 고려될 수도 있다.

도시되지 않은 또다른 실시예에서는, 콤팩트한 구성 및/또는 내구성 있는 구성을 달성하기 위하여, 롤링 볼 가이드 부재(rolling ball guide elements), 롤링 베어링(11)이나 니들 롤러 베어링(23)의 내측 및 또는 외측 가이드 트랙이, 지지 부품 내에 직접적으로 형성될 수 있는데, 출력 샤프트(19)나 서포트(9) 또는 기어 휠(톱니 휠)(12)이 상기 지지 부품에 해당할 수도 있다.

도 3에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제2실시예가 도시되어 있다. 제2실시예는 2가지 구성에서 제1실시예와 차이가 있다. 구체적으로, 기어 모터와 출력 샤프트(19)의 후방에서, 추가적인 가이드 부재(251) 즉, 도면에서는 롤링 베어링 타입의 추가적인 가이드 부재(251)가, 출력 샤프트(19)와 메인 베어링(25) 사이에 삽입되어 있는데, 여기서 메인 베어링(25)은 추가적인 가이드 부재(251)를 수용하기 위한 보어(bore)로서 기능한다. 추가적으로, 회전자 조립체(26)가 출력 샤프트(19) 위에서 슬라이딩됨으로써, 출력 샤프트(19) 상에서 회전자 조립체(26)가 가이드되며, 이러한 제2실시예에서는 제1실시예의 니들 롤러 베어링(23)이 필요하지 않다. 당업자 수준에서는, 기능적인 제약에 따라서, 롤링 베어링이 아닌 다른 추가적인 가이드 부재(251)를 선택하는 것을 고려할 수도 있다.

도 4에는 앞서 참조한 도면에 예시된 실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제3실시예가 도시되어 있다. 제3실시예는 위에서 설명한 니들 롤러 베어링(롤링 베어링)(23)이 제거되었다는 점에서 상기한 실시예들과 차이가 있다. 구체적으로, 제3실시예에서 출력 샤프트(19)의 후방부는, 도 1에 도시된 바와 같이 메인 베어링(25)을 형성하는 오버몰딩의 확장부에 의해 가이드되며, 회전자 조립체(26)는 도 3에 예시된 것처럼 슬라이딩되는 출력 샤프트(19)에 의해 가이드된다. 최소화되고 단순화되고 가장 경제성이 우수하게 된 이러한 구성은, 특히 비용 상의 제약이 중요한 경우와, 출력 샤프트에 가해지는 횡력과 토크가 덜 중요한 경우에 매우 유용하다.

도 5에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제4실시예가 도시되어 있다. 후방에 위치하는 니들 롤러 베어링(23)은 제거되고, 상당한 비용 절감 및 성능 향상을 위하여, 회전자 조립체(26)가 출력 샤프트(19) 위에서 슬라이딩됨으로써 출력 샤프트(19)에 의해서 회전자 조립체(26)의 후방부가 가이드되는 것이 이루어지고, 감속 기어를 관통하는 방사상 힘의 대부분이, 편심을 가지는 롤링 부재에 의한 가이드에 의해 흡수된다는 점에서, 제4실시예는 제1실시예와 상이하다.

도 6에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제5실시예가 도시되어 있다. 인쇄 회로(5)와 플랜지(1)가 개구부를 가지고 있고, 이중 아웃렛(double outlet)을 형성할 수 있도록 출력 샤프트(19)가 상기 개구부를 통과하여 기어 모터의 후방 단부에서 드러나게 되어 있다는 점에서, 제5실시예는 제1실시예와 상이하다. 제5실시예에서, 자석(7)은 출력 샤프트(19)에 설치되는 링으로 이루어지고, 자석(7)은 본 출원의 출원인 소유의 PCT 출원 공개공보 WO2007057563A1 또는 WO2007099238A1에 개시된 것과 같이 방사상으로 출력 샤프트(19)의 각도 위치를 검지하는 자기 민감성 검지 프로브(24)와 마주한다. 이러한 본 발명에서, 위치 검지는 자석-검지 프로브로 이루어진 구성에 의해 이루어지는 것에 한정되지 않으며, 축방향 또는 방사방향으로의 구성에 있어서, 자기유도 타입의 검지, 광학 센서에 의한 검지 등과 같은 다른 실시예가 당업자의 수준에서 고려될 수도 있다.

도 7에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제6실시예가 도시되어 있다. 제6실시예는, 출력 샤프트(19)가 연결 샤프트(22)에 의해 연장되어 있지 않다는 점에서, 그리고 출력 디스크(18)의 나사 홈에 삽입되는 나사(32)를 사용하여, 출력 디스크(18)가 제어 시스템에 직접 고정되어 있다는 점에서, 제1실시예와 상이하다. 제6실시예에 의하면, 출력 샤프트 상에서의 전이 및 틸팅 토오크 뿐만 아니라 횡력의 흡수가 가능하며, 이러한 흡수 기능은 제1실시예보다 더 크다. 이를 위하여, 본 실시예에서는, 도면부호 21로 표시된 볼 베어링(롤링 베어링)(21)을 대신하여, 2개의 열로 배열된 대구경의 롤링 베어링(33)을 사용한다.

도 8에는 도 3에 예시된 제2실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제7실시예가 도시되어 있다. 제7실시예는, 소위 "고장 방지(failsafe)"라고 불리는 고장 방지 기능을 가지고 있다. 본 실시예에서는, 가이드(20) 내에 수용되어 있는 스프링(28)의 작용에 의해 이러한 고장 방지 기능이 발휘된다. 상기 스프링(28)은 그 일단(30)이 하우징에 고정되어 있고, 타단(29)은 출력 디스크(18)에 고정되어 있다. 따라서 기어 모터에 고장이 발생할 때, 스프링(28)에 의해 출력 샤프트(19)가 정해진 각 위치로 복귀하게 되는 바람직한 현상이 발생하게 된다. 그러나 상기 스프링을 사용하더라도, 본 발명에서 서술하였던 기어 모터의 출력 샤프트(19)가 전체적으로 각 운동(angular travel)하는 것에 제한되지는 않는다.

도 9에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제8실시예가 도시되어 있다. 제8실시예는, 후방의 니들 롤러 베어링(23)이 제거되었다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 회전자 조립체(26)의 후방부는, 롤링 베어링(252)에 의해 가이드되는데, 롤링 베어링(252)의 내부 부분은, 오버몰딩의 연장부의 외측 주변부에 결합되고 회전자 조립체(26)의 후방 부분의 보어 내에 삽입된다. 스프링(108)은 조립체의 축방향 프리스트레스를 제공하게 된다. 바람직하게는, 이러한 프리스트레스가 작용하는 조립체는, 디스크의 부가적인 틸팅(parasitic tilting)을 방지하도록 작동하게 되고, 그에 따라 기어 모터가 조기에 마모되거나 심지어 적절한 톱니의 맞물림이 이루어지는 것을 알려주는 부가 소음의 발생을 방지하게 된다. 고정자 조립체에 대하여 축방향으로 섬세하게 중심을 가지고 있지 않은 회전자 조립체(26)의 마그네틱 링(8)을 사용하여 이러한 축방향 프리스트레스가 강화되거나 전체적으로 생성될 수 있다. 축방향 자기력이 형성되고, 마그네틱 링(8)은 자연스럽게 고정자 조립체에 다시 초점이 맞춰진다(refocusing).

도 10에는 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제9실시예가 도시되어 있다. 제9실시예는, 축방향으로의 콤팩트함이 더욱 증가하였다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 이를 위하여, 니들 롤러 베어링(23)은 연속적으로 배열되고, 감속 기어(전방 가이드)(20)는 디스크 형태를 가진다. 감속 기어의 잠재적인 잡음 발생 요소를 안정화시키고, 이러한 요소간의 유격(play)을 방지하기 위하여, 탄성 와셔(washer)(151)가, 회전자 조립체(26)의 서포트(9)의 숄더와 롤링 베어링(11) 사이에 위치하는데, 상기 롤링 베어링(11)은 슬라이딩 가능하게 상기 서포트(9)에 설치된다. 회전자 조립체(26)는, 고정자 조립체(2)의 오버몰딩의 연장부에 대하여 가압된다. 마찰 와셔(150)가 상기 서포트(9)와 상기 연장부 사이에 배열되어서, 두 부재 간의 상대적인 회전에서의 마찰 손실을 제한한다. 대칭적으로 탄성 와셔(151)는, 기어 휠(12)과 출력 디스크(18)의 영구적인 마모와 소음을 발생시키는 기어 휠(12)과 출력 디스크(18) 사이의 축방향 유격을 제거한다. 출력 디스크(18)는 전방 가이드(20)의 환형 연장부(annular extension)(153)에 대하여 축 지지대(abutment) 내에 있게 되는데, 2개 부재 사이의 상대 속도는 낮으며, 탄성 와셔(151)의 적절한 크기에 의해 마찰이 조절된다. 또한 본 실시예는, 하우징(14)이 고정자 조립체의 오버몰딩과 일체화되어 있다는 점에서 다른 실시예와 차이점이 있다. 참고적으로 설명하자면, 본 실시예에서는, 회전자 조립체는, 마그네틱 링(8)이 예를 들면 접착제 등에 의해 고정되는 시트 메탈 패키지(sheet metal package)(152)를 포함하고 있다. 상기 시트 메탈 패키지(152)는 서포트(9)에 고정되어 있다.

도 11a, 도 11b 및 도 12에는 각각 도 1 및 도 2에 예시된 제1실시예와 매우 유사한 본 발명에 따른 기어 모터의 제10실시예가 도시되어 있다. 제10실시예는 특별히, 축방향으로 콤팩트하게 되도록 변형된 것이다. 본 실시예는, 니들 롤러 베어링(23)이 제거되고, 회전자 조립체(26)가 출력 샤프트(19)에 의해 가이드되던 것이, 회전자 조립체(26)의 중공 샤프트(hollow shaft)(10)의 보어(bores)에 삽입되는 2개의 롤링 베어링(37, 38)에 의해 가이드된다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 상기 롤링 베어링(37)은, 일단이 와셔(107)에 의해 출력 샤프트(19)에 고정되어 구속되어 있는 스프링(108)으로부터의 축력을 받는다. 이러한 축력은 롤링 베어링(37)을 통해서, 스톱(stop)(109)을 경유하여 회전자 조립체(26)의 서포트(9)의 샤프트(10)로 전해져서, 출력 샤프트(19)에 고정된 출력 디스크(18) 상에서, 회전자 조립체(26)의 샤프트(10)에 고정된 기어 휠(12)의 프리스트레스를 보장하는 축력을 발생시킨다. 유리하게는, 이러한 프리스트레스는, 조립체의 유격 및 디스크(기어 휠)(12)의 부가 틸팅(parasitic tilting)을 방지하고, 그에 따라 톱니의 적절한 맞물림을 보장함으로써, 기어 모터가 조기에 마모되거나 심지어는 부가적인 소음이 발생되는 것을 방지하게 된다. 유사하게 하우징(14)에 부착되거나 또는 하우징(14)에 의해 만들어진 마찰 디스크(42)와 정지 링(stop ring)(41)에 의해 축방향 유격이 제한됨으로써 출력 어셈블리(출력 디스크, 출력 샤프트)(18, 19)의 축방향 유격 및 틸팅(tilting)이 억제된다. 또한 제10실시예는, 연결 샤프트(22)가 스플래인된 공동(splined cavity)(34)을 경유하는 인터페이스(interfacing)(접속)을 만들고 있다는 점에서 다른 실시예와 상이하며, 제10실시예는 고정자 조립체(2)가, 출력 샤프트(19)의 후방 가이드를 보장하는 가이드 플랜지(35)를 가지고 있다는 점에서 다른 실시예와 상이하다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

시스템의 진동을 제한하기 위하여, 기어 휠(12)의 편심 회전에 내재하는 기계적인 불균형성을 교정하여 균형을 맞추는 작업이 수행된다. 본 실시예에서는, 자석 서포트(9) 상에서 이루어지는 재료(40)의 신중한 제거를 통해서 달성할 수 있다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 재료를 추가 하는 등의 또다른 균형 작업이 고려될 수도 있다.

이와 같은 선택적인 본 실시예는, 플랜지(1)가 고정용 블라인더(fixing blinders)(36)에 의해 하우징(14)에 고정되는 것이 아니라, 오버몰드된 고정자 조립체 내에 직접적으로 수용되어 있는 스크류(screws)에 의해 고정된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

본 실시예는, 브레이크 및 안전 잠김 시스템과 협동한다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다. 본 실시예에서, 이러한 기능은 단안정(monostable) 자기 액추에이터(magnetic actuator)(100)의 내부 공간에 추가됨으로써 이러한 기능이 보장되는데, 본 발명은 이러한 기술에 한정되지는 않는다. 상기 자기 액추에이터(100)는, 내측 환형 연장부를 가지는 강자성 벨(ferromagnetic bell)(101)을 포함한다. 내측 환형 연장부는 고정자 조립체(2)의 가이드 플랜지(35)와 간극 없이 조립되기 때문에, 메인 베어링(25)을 형성하는 상기 가이드 플랜지(35)의 내측 부분이 출력 샤프트(19)를 가이드하게 된다. 상기 강자성 벨(101)은, 오버몰딩의 연장부의 동일한 외측 부분 상에 유격을 가지면서 설치되는 강자성 디스크 부재(103)에 의해 폐쇄되어 있는데, 강자성 디스크부(103)는 상보적인 형상(111)과 협력하여 강자성 벨(101)의 축방향 불규칙성(110)에 의해 변환되어 가이드된다. 상기 원반형 강자성 디스크 부재(discal part)(103)은 그 외측 주면에 축 톱니(105)가 형성되어 있으며, 축 톱니는 샤프트(10)의 환형 오목부에 삽입되어 있으며 대응되는 톱니(115)를 가지는 링 기어(106)와 함께 동작하게 되어, 상기 톱니(105, 115)가 맞물리게 되었을 때 회전자 조립체(26)의 회전을 저지하게 된다. 상기 자기 액추에이터(100)는, 휴지 상태(rest state) 또는 정지 상태(fault state)에서, 톱니(105, 115) 간의 맞물림이, 강자성 벨(101)의 내측 중공에 삽입되어 출력 샤프트(19)와 동축 상태에 있는 스프링(104)에 의해 보장되며, 상기 스프링(104)는 그 일측 단부가 축 베어링에서 강자성 벨(101)의 반경방향 측면 상에 존재하고 타측 단부는 디스크 부재(103)의 반경방향 부분에 존재한다는 점에 특징이 있다. 바람직하게는 강자성 벨(101)의 공동(cavity) 내에 삽입되어 고정되는 환형 링(102)은, 전류가 가해지게 되면 강자성 벨(101)과 디스크 부재(103) 사이의 인력(attraction) 형태의 자기력을 발생시킨다. 이러한 자기력은 스프링의 힘에 대항하게 되고, 두 개의 링 기어 사이가 접촉하지 않게 만든다. 바람직하게는, 권선(102)에 통전된 전류에 의해 자기 액추에이터(100)는 톱니(105, 115) 사이의 마찰을 조절하게 되고, 그에 따라 맞물림 클러치(dog clutch)에 의해 회전자 조립체(26)에 제동(brake)을 걸어주게 된다.

도 13 및 도 14에는 각각 도 1 및 도 2의 제1실시예와 매우 유사한, 본 발명에 따른 기어 모터의 제11실시예가 도시되어 있다. 제11실시예는, 감속 기어가 에피사이클릭 타입(epicyclic type)으로 되어 있다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 제11실시예에서, 회전자 조립체(26)는 더 이상 롤링 베어링(11)을 통해서 기어 휠(12)을 구동하지 않지만, 그 단부에 톱니부(27)가 구비되어 있고, 이러한 톱니부는 다중 기어 휠(17)의 톱니부와 맞물리게 된다. 다중 기어 휠(17)은, 출력 샤프트(19)에 결합되어 있는 출력 디스크(18)의 축방향 연장부(17)에 의하여 그 회전이 가이드된다. 그러나 본 발명은 도면에 예시된 것에 한정되지 않으며, 비록 여기서는 다수의 기어 휠(새틀라이트/satellites)(12) 및 또다른 에피사이클릭 타입 감속 기어 또는 단순화된 타입의 감속 기어가 적용될 수도 있으며, 당업자에게는 2, 3 또는 4개의 복합적 조합 또는 집단 조합도 가능하다.

도 15 및 도 16에는 본 발명의 제12실시예가 도시되어 있는데, 본 실시예는, 두 개의 상이하면서도 병치되어 있는 감속 기어 모듈을 구비하고 있다는 점에서 앞서 설명한 실시예들과 상이한데, 상기 감속 기어 모듈에 포함된 한 개의 감속 기어는 트로코이드 타입(trochoidal type)의 것이며, 또다른 한 개의 감속기어는 에피사이클릭 타입(epicyclic type)의 것이다. 본 실시예에서, 회전자 조립체(16)는 출력 샤프트(19) 상의 플레인(plain) 베어링에 의해 가이드된다. 회전자 서포트(9)의 샤프트(10)는 회전자 조립체(16)의 회전축에 대하여 편심을 가지면서 기어 휠(12)을 가이드한다. 디스크 형태의 기어 휠(12)은 그 외주면에 톱니부(13)가 형성되어 있다.

고정자 조립체(2)의 오버몰딩에 일체화되는 하우징(14)은 두 개의 내측 톱니부(15, 125)를 가지고 있는데, 기어 휠(12)의 톱니부(13)와 맞물려서, 회전자 조립체(16)가 편심 가이드 링(129)에 의해 구동될 때, 제1 내측 톱니부(15)는 기어 휠(12)이 사이클로이드 운동(cycloidal movement)하게 만들어서 제1감속 단계를 형성하게 되고, 제2 내측 톱니부(125)는 다중 평면 기어(planetary gears)(122)와 맞물려서 제2감속 단계를 형성하게 된다.

기어 휠(12)은 한 세트의 공동(16)을 가지고 있는데, 플래닛 캐리어(planet carrier)(121)에 고정되는 핀(pins)(120)이 상기 공동(16)의 내측에 위치하게 된다. 상기 핀(120)의 각각은 위성(satellite) 기어 휠(122)을 가이드하는데, 위성 기어 휠(123)은 그 외주면에 두 개의 톱니부(123, 124)를 가지고 있고, 그 중 첫 번째 톱니부(123)는 하우징(14)의 제2톱니부(125)와 맞물린다.

출력 디스크(18)는 위성 기어 휠(122)의 두 번째 톱니부(124)와 맞물리는 내측 톱니부(126)를 가지고 있다. 본 실시예에서, 출력 디스크(18)는 출력 샤프트(19)에 오버몰드되어 있으며, 고정자 조립체(2)의 오버몰딩 및 가이드(20)의 내측면 상에서 플레인 베어링(127)에 의해 가이드된다. 또한 출력 디스크(18)는, 제어될 부재의 상보적인 형상부과 맞물리는 돌출부(128)를 가진다. 제어될 부재의 상보적인 형상부는 가이드(20)의 내측면에 의해 가이드된다. 출력 샤프트(19)는, 한편으로는 메인 베어링(25)을 형성하는 고정자 조립체(2)의 오버몰딩의 돌출부에 의해 그리고 다른 한편으로는 메인 베어링(130)을 형성하는 플랜지(1)의 돌출부에 의해 기어 모터의 타단에서 가이드된다. 출력 샤프트(19)는 그 일단부에서 스탬핑(stamping)에 의해 U자 형상부(131)에 결합된다. 상기 U자 형상부(131)는 제어될 부재와 인터페이스되는 제2수단을 구비하고 있다.

본 실시예에서, 모든 가이드들은 플레인 베어링으로 제작되지만, 당업자의 수준에서 선택적으로 또다른 부가적인 부품을 추가하는 것도 가능한데, 예를 들어, 민감한 구역에서의 마찰을 제한하도록 바람직하게는 가이드 링(129)은 롤링 베어링으로 대체될 수도 있다.

도 17a 및 도 17b에는 각각 도 10에 도시된 실시예와 매우 유사한 본 발명의 제13실시예가 도시되어 있다. 제13실시예는 기어 휠(12)이 변형가능한 후크(50)를 구비하고 있다는 점에서 다른 실시예와 차별화되는데, 상기 변형가능한 후크(50)는 공동(51)을 통과하고 출력 디스크(출력 휠)(18)의 표면(53)에 클립핑되기에 적절하며, 그에 따라 기어 휠(12)과 출력 휠(18) 간의 축 자유도를 제거할 수 있게 된다. 두 개 부분의 축방향 결합을 통해서, 진동의 발생 및 조기 마모를 방지할 수 있으며, 감속 기어의 작동에 불리한 잘못된 정렬을 제한하게 된다. 본 발명은 기어 휠(12)에 결합되는 후크(50)를 사용하는 것에 한정되지 않으며, 선택적으로 후크(50)는 기어 휠(12)을 향사여 공동(51) 및 출력 휠(18)에 결합될 수도 있는데, 직교 평면 상에서 자유로운 이동이 가능하다면 출력 휠(18)과 기어 휠(12) 사이의 축방향 변위를 제한하기 위한 다양한 종류의 방안이 당업자의 수준에서 고려될 수 있다.

또한 본 실시예는, 금속과 같이 매우 단단한 재료로 만들어진 링(52)이, 내측 톱니부(15)에서 하우징(14)의 외주면에 삽입되어서, 기어 휠(12)과 내측 톱니부(15) 사이에서의 힘으로 인한 하우징(14)의 반경방향 변형을 보상해준다는 점에서 다른 실시예와 차별화된다. 내측 톱니부(15)가 플라스틱으로 만들어진 하우징(14)과 일체화된 부분으로 이루어졌을 때 상기 링(52)은 특히 유용하다. 그러나 플라스틱 재료를 사용할 때 상기 링(52)과 같은 것을 사용하는 것이 반드시 전제되어야 하는 것은 아니며, 힘이 매우 커서 내측 톱니부(15)를 변형시킬 우려가 있을 때에 이러한 링(52)의 사용이 고려될 수 있다. 또한 링(52)을 사용하는 것이 본 실시예에 한정되지 않으며, 내측 톱니부(15)가, 그 오버몰딩에 의해 직접적으로 형성되는 경우에는, 고정자 조립체(2)의 외주면에 부착될 수도 있다.

도 18a, 도 18b, 도 18c 및 도 18d에는 각각 본 발명의 제14실시예가 도시되어 있다. 제14실시예는, 외부 로터 모터(rotor motor)와, 소위 스트레인 웨이브(strain wave) 또는 타원형(elliptical) 감속 기어를 포함하고 있다는 점에서 다른 실시예들과 상이하다. 본 실시예에서 회전자 조립체(26)는, 샌드위치처럼 고정자 조립체(2)에 의해 감싸져 있으며, 고정자 조립체는 오버몰딩된 하우징(15)의 기능을 수행하게 되는데, 그러나 본 실시예는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 따라서 하우징은 고정자 조립체에 부착되어 있지만 독립적인 부품으로 이루어질 수도 있다. 회전자 조립체(26)는, 좀더 구체적으로는 자기 링(8)은, 고정자의 반경방향 외주면 상에서 고정자 조립체(2)의 코일(3)에 의해 생성되는 자기장과 자기적으로 협력하게 된다. 더 나아가, 회전자 조립체(26)는, 고정자 조립체(2)의 내부 공간(6) 내에서 회전자 조립체(26)의 서포트(9)와 출력 샤프트(19)의 사이에 삽입되는 롤링 베어링(37) 또는 플레인 베어링에 의해 적어도 부분적으로 가이드된다. 출력 샤프트(19)는 차례로 플레인 베어링(25) 또는 롤링 부재(도시되지 않음)에 의해 가이드된다. 회전자 서포트(9)의 샤프트(10)는 타원형 플레이트(elliptical plate)(300)를 가이드하는데, 타원형 플레이트(300)는, 내측 링 기어(304)와 맞물리는 외측의 변형가능한 톱니형 브러쉬(303)를 변형시키는 특별한 롤링 베어링(302)을 지지하는 타원형 허브(301)를 포함한다. 내측 링 기어(304)는 부착될 수도 있고, 몰드 성형될 수도 있고, 고정자 조립체(2) 또는 하우징(14)의 일체화된 일부분으로 만들어질 수도 있다. 회전구동되는 타원형 플레이트(300)는 톱니형 브러쉬(303)를 변형시키는데, 톱니형 브러쉬(303)는 내측 링 기어(304)보다 약간 더 작은 개수의 톱니, 일반적으로 두 개 더 적은 개수의 톱니를 가진다. 여기서 설명되는 것처럼, 내측 링 기어(304)는 일반적으로 정적이며(static), 감소된 출력 운동은, 대구경의 플레이트에 의해 제어되는 부재에게 큰 하중을 전달할 수 있으며 액추에이터를 밀봉시킬 수 있는 연결 샤프트(22)와 링크되어 있는 변형가능한 브러쉬(303)에 의해 발생된다. 당업자에게 자명하겠지만, 선택적으로는 브러쉬(303)는 회전에 대해 잠기고(locked), 출력 운동은 링 기어(304)에 의해 전달될 수도 있다. 여기서 연결 샤프트(22)는, 바람직하게는 감속 기어의 맞물림 평면에 근접하게 위치하며 시스템을 직접적(또는 도면에 도시되지는 않았지만 동적 밀봉에 의해)으로 밀봉시킬 수 있는 대구경 롤링 베어링(21)에 의해 가이드된다. 여기에 도시된 것처럼 샤프트(19)는 시스템의 중량을 줄일 수 있도록 중공(hollow) 형태를 가질 수 있다. 선택적으로, 플랜지(1)에 구멍을 천공하고 인쇄 회로(5)를 설치할 경우(또는 리드 프레임으로 설치할 때), 중공의 샤프트(19)는, 액추에이터의 양쪽 측면 각각에서 출력을 얻거나 또는 유체, 케이블, 축 등이 액추에이터를 관통할 수 있게 만든다. 감속 기어의 또다른 형태, 예를 들어 트로코이드 타입(trochoidal type) 또는 에피사이클릭 타입(epicyclic type), 또는 본 발명의 다른 실시예로서 설명한 내부 로터를 가지는 다른 타입의 모터와 같은 또다른 타입의 감속 기어, 또는 본 출원인의 PCT출원 공개공보 WO1992011686에 개시된 것을 사용할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 19에는 본 발명의 제15실시예의 개략적인 분해도가 도시되어 있다. 본 실시예는, 기어 휠(12)이, 고정자 조립체(2)와 강체 형태로 연결되는 인서트(1401)에 만들어진 공동(16)와 협력하는 축 연장부(17)를 가지고 있다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 따라서 편심 샤프트(10)는 원형 전송운동을 하는 디스크를 구동시키며, 감속 회전 운동은 내측 톱니부(15)에 의해 발생되고, 하나의 부재를 이루도록 출력 디스크(18)에 강체 형태로 링크된다. 출력 디스크(18)는 바람직하게는 톱니부를 스티프(stiffen)하게 만들고 하중이 가해질 때 타원화(오벌리제이션/ovalization)를 제한하기 위하여 톱니부(15)를 감싼다. 당업자에게는 자명하듯이, 공동(16)은 직접 디스크 상에 만들어질 수도 있고, 하나 이상의 인서트를 통해서 만들어질 수도 있는데, 축 연장부(17)는 인서트(401)에 의해 만들어질 수 있다. 선택적으로 인서트(401)는 하우징(14) 또는 고정자 조립체(2)에 클립되거나, 나사 결합되거나 몰드될 수 있으며, 공동(16) 및 축 연장부(17)는 디스크 또는 고정자 조립체(2)의 오버몰딩에 의해 직접 제작될 수도 있다.

본 실시예에서, 회전자 조립체(26)는, 차례로 축(10)에 몰드되거나 구동되는 강자성 요크(9)에 삽입되는 자석 블록(8)에 의해 만들어질 수 있다.

또한 본 실시예에서 자성, 강자성 또는 광학 베리어 타입(optical barrier type)으로 만들어질 수 있는 엔코더(405)가, 인쇄 회로(5)에 링크되거나 또는 독립적으로 배치되는 프로브 또는 센서(도시되지 않음)을 통해서 회전자 조립체(26)의 위치를 검지하기 위하여 사용될 수 있다.

최종적으로, 본 실시예는, 하우징(14)과, 여기에 몰드되는 회전자 조립체 간의 밀봉을 보장하기 위하여 씰(밀봉)(406)을 사용한다.

Claims (20)

1. 전기 모터(200)와 기계적인 감속 기어(210)를 포함하는 기어 모터로서,
   전기 모터(200)는, 자유로운 내부 공간(6)을 형성하고 있는 실린더형 권선 고정자 조립체(2)와, 상기 내부 공간(6)의 내측으로 가이드되는 회전자 조립체(26)를 포함하며;
   감속 기어는, 고정자 조립체(2)에 고정되는 하우징(14)의 내측에 위치하고, 가동 기어 조립체를 구비하고 있으며;
   상기 가동 기어의 출력은 이동 출력 샤프트(19)에 고정되며;
   가동 기어의 입력 부재는, 하우징의 내측으로 연장되는 고정자 조립체(26)에 의해 구동되며;
   기어 모터는 출력 샤프트(19)의 가이드 부재를 포함하며;
   출력 샤프트는, 고정자 조립체(2)의 내측에 적어도 부분적으로 위치하는 가이드 부재에 이를 때까지 모터의 내측으로 연장되며;
   회전자 조립체(26)는, 출력 샤프트(19)의 표면과 고정자 조립체(26)의 내측면 사이에 위치하는 가이드 수단에 의해 가이드되는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
2. 제1항에 있어서,
   가이드 수단은, 롤링 베어링 또는 플레인 베어링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기어 모터.
3. 제1항에 있어서,
   가이드 수단은, 롤링 베어링과, 고정자 조립체(2)에 결합된 플랜지(1)의 튜브형 슬리브간의 동축 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
4. 제1항에 있어서,
   고정자 조립체(2)는, 출력 샤프트(19)를 가이드하기 위한 지지 부재를 내부 공간(6) 내에서 형성할 수 있도록, 주입 가능한 플라스틱 재료에 의해 오버몰딩된 것이고;
   상기 가이드용 지지 부재는, 고정자 조립체의 오버몰딩 내에서 직접적으로 만들어진 실린더형 보어에 의해 획득되는 플레인 베어링이거나 또는 인서트 베어링인 것을 특징으로 하는 기어 모터.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   하우징(14)과 오버몰딩은 대응되는 고정 아일렛에 의해 측방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   몰드화된 고정자가 플랜지(1)의 내측에 위치하고;
   하우징(14) 및 플랜지는 대응되는 고정 아일렛에 의해 측방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   하우징(14)에 결합되어 있는 고정형 내측 톱니부(15)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
8. 제7항에 있어서,
   하우징(14)의 고정형 내측 톱니부(15)는, 하우징(14)의 재료로부터 직접적으로 만들어지거나 또는 고정자 조립체(2)의 오버몰딩 내에 만들어지는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
9. 제8항에 있어서,
   매우 강한 강체 재료로 만들어진 링(52)이, 내측 톱니부(15)의 외주면에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    출력 샤프트(19)에 결합된 출력 디스크(18)에 만들어진 내측 톱니부(15)를 포함하며;
    내측 톱니부(15)는 기어 휠(12)과 함께 작동하며;
    기어 휠(12)은 축 연장부(17), 또는 공동(16)과 협동하는 공동, 또는 기어 휠(12)의 편심 회전이 가능하도록 하우징(14)에 고정된 축 연장부를 가지는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
11. 제10항에 있어서,
    기계적 감속 기어(210)는 트로코이드 타입(trochoidal type)의 것이며;
    가동 기어의 입력 부재는, 내측 톱니부(15)와 기계적으로 작동하는 톱니부(13)가 외주면에 형성되어 있는 기어 휠(12)인 것을 특징으로 하는 기어 모터.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    기계적 감속 기어(210)는 에피사이클릭 타입(epicyclic type)인 것임을 특징으로 하는 기어 모터.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    기계적 감속 기어(210)는 타원형의 또는 스트레인 웨이브 타입의 것임을 특징으로 하는 기어 모터.
14. 제13항에 있어서,
    가동 기어의 출력 부재는 출력 샤프트(19)에 결합된 출력 디스크(18)이고;
    출력 디스크(18)와 기어 휠(12)은 후크(50)를 사용하여 축방향으로 결합된 것임을 특징으로 하는 기어 모터.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    가동 기어의 출력 부재는 출력 샤프트(19)에 결합된 출력 디스크(18)이고;
    회전자 조립체(26)와 출력 디스크(18)는 축방향으로 프리스트레스되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    고정자와, 고정자 조립체의 후방 상의 플랜지(1)사이에 인쇄 회로(5)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
17. 제16항에 있어서,
    인쇄 회로(5)는, 출력 샤프트(19)에 결합된 자석(7)과 협력하여 작동하는 자기 민감성(magneto-sensitive) 검지 프로브(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 공간(6)에 삽입되는 자기 액추에이터(magnetic actuator)(100)는, 전원 공급에 의하여 조절되는 회전자 조립체(26)의 회전에 제동(brake)을 가하는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
19. 제18항에 있어서,
    자기 액추에이터(100)는, 전원 공급이 불완전할 때, 회전자 조립체(26)의 회전을 저지하는 것을 특징으로 하는 기어 모터.
20. 제18항에 있어서,
    자기 액추에이터(100)는 전원 공급이 중단되었을 때, 회전자 조립체(26)의 회전이 자유롭게 이루어지도록 방치하는 것을 특징으로 하는 기어 모터.

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