KR20230069442A - 클러치를 포함하는 기어드 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감속비를 조절할 수 있는 클러치를 포함하는 기어드 모터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기어드 모터는 모터, 모터에 직렬로 연결된 복수의 감속기, 및 복수의 감속기 사이에 개재되어 복수의 감속기를 연결하거나 분리하여 감속비를 조절하는 클러치를 포함한다.

Description

클러치를 포함하는 기어드 모터{Geared motor with clutch}

본 발명은 기어드 모터(geared motor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 감속기가 연결된 기어드 모터에서 클러치(clutch)를 이용하여 감속비를 조절하는 클러치를 포함하는 기어드 모터에 관한 것이다.

기어드 모터(geared motor)는 감속기를 내설하여 저속 회전을 실현하는 동시에 큰 토크를 얻을 수 있는 모터이다. 이러한 기어드 모터는 전기에너지를 회전에너지로 전환시켜주는 모터와, 모터로부터의 회전에너지를 필요한 회전수나 출력방향으로 바꾸어주는 감속기를 포함한다. 즉 기어드 모터는 모터와 감속기를 일체화한 것으로서, 동력원이 되는 모터의 회전을 감속기에 포함된 복수의 기어 세트로 감속하여 구동축으로 출력하도록 구성된다.

여기서 모터는 고속 회전시킬수록 효율이 좋고 경제성도 높아진다. 따라서 필요로 하는 회전수의 수십 배, 수백 배로 모터를 회전시키고, 모터에 감속기를 결합하여 감속시키고, 최종적으로 목적으로 하는 회전수를 만들어 낸다.

기어드 모터는 모터로부터 얻을 수 없는 저속 회전을 실현하거나 큰 토크를 발생시킬 수 있다.

따라서 기어드 모터는 비교적 소형의 모터에서도 쉽게 큰 토크를 얻을 수 있다.

이러한 기어드 모터는 고감속을 구현하기 위해서, 모터의 앞단에 감속기를 직렬로 연결한다. 예컨대 모터 앞단에 100대1 감속비를 갖는 감속기를 연결함으로써, 100대1의 감속비를 갖는 기어드 모터를 구현할 수 있다.

이와 같이 기어드 모터의 감속비가 100대1 이라고 하더라도 입력전류를 인가하여 구동은 가능하나, 감속기의 마찰 역시 100배 증가하기 때문에, 입력전류를 인가하지 않은 상태에서는 외부에서 힘을 구동축에 작용하더라도 움직이지 않는다.

이러한 문제는 기어드 모터에 전원이 인가되지 않은 상태에서 구동축을 회전시켜야 하는 경우, 예컨대 사고로 인한 전기 공급이 없는 상황에서 인력으로 구동축을 회전시켜야 하는 경우에 구동축을 회전시킬 수 있는 방법이 없는 실정이다.

등록특허공보 제10-1648431호 (2016.08.09. 등록)

따라서 본 발명의 목적은 고감속의 기어드 모터에 전원을 인가할 수 없는 상태에서도 외부에서 작용하는 힘으로 구동축을 회전시킬 수 있는 클러치를 포함하는 기어드 모터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터; 상기 모터에 직렬로 연결된 복수의 감속기; 및 상기 복수의 감속기 사이에 개재되어, 상기 복수의 감속기를 연결하거나 분리하여 감속비를 조절하는 클러치;를 포함하는 클러치를 포함하는 기어드 모터를 제공한다.

상기 복수의 감속기는, 상기 모터와 상기 클러치의 일측 사이에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비하는 제1 감속기 그룹; 및 상기 클러치의 타측에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비하는 제2 감속기 그룹;을 포함할 수 있다.

상기 클러치는 상기 제1 및 제2 감속기 그룹을 연결하거나, 상기 제1 감속기 그룹으로부터 상기 제2 감속기 그룹을 분리할 수 있다.

상기 제2 감속기 그룹의 감속기 수가 상기 제1 감속기 그룹의 감속기 수와 동일하거나 적을 수 있다.

상기 제2 감속기 그룹의 감속비는 상기 제1 감속기 그룹의 감속비와 동일하거나 작을 수 있다.

상기 제1 및 제2 감속기 그룹은 각각 하나의 감속기로 구성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 감속기 그룹의 감속비는 동일할 수 있다.

본 발명은 또한, 모터; 상기 모터에 연결된 제1 감속기; 상기 제1 감속기에 연결되는 제2 감속기; 및 상기 제1 및 제2 감속기 사이에 설치되며, 상기 제1 및 제2 감속기를 연결하거나, 상기 제1 감속기로부터 상기 제2 감속기를 분리하여 감속비를 조절하는 클러치;를 포함하는 클러치를 포함하는 기어드 모터를 제공한다.

본 발명에 따르면, 모터에 저감속비의 감속기를 복수 개 연결함으로써, 고감속의 기어드 모터로 구현할 수 있다. 예컨대 모터 앞단에 10대1 감속비를 갖는 감속기 2개를 연결할 경우, 100대1의 감속비를 갖는 기어드 모터를 구현할 수 있다.

이때 기어드 모터의 감속비가 100대1 이라고 하더라도 입력전류를 인가하여 구동은 가능하나, 감속기의 마찰 역시 100배 증가하기 때문에, 입력전류를 인가하지 않은 상태에서는 외부에서 힘을 구동축에 작용하더라도 움직이지 않는다.

하지만 본 발명은 모터에 연결된 복수의 감속기 사이에 클러치를 개재하여, 복수의 감속기 간의 연결을 클러치로 조절함으로써, 기어드 모터에 전원을 인가할 수 없는 상태에서도 외부에서 작용하는 힘으로 구동축을 회전시킬 수 있다. 즉 기어드 모터에 전원이 인가되지 않은 상태에서, 클러치로 구동축이 연결된 감속기 부분을 모터에 연결된 감속기 부분과 분리함으로써, 구동축에 걸리는 감속비를 클러치로 분리된 감속기에 대응되는 감속비로 줄일 수 있다. 이때 클러치로 조절되는 감속비는 외부에서 작용하는 힘으로 구동축을 회전시킬 수 있는 감속비이다. 이로 인해 기어드 모터에 전원을 인가할 수 없는 상태에서도, 클러치로 구동축이 연결된 감속기 부분을 모터에 연결된 감속기 부분과 분리함으로써, 외부에서 작용하는 힘으로 구동축을 회전시킬 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 클러치를 포함하는 기어드 모터로서, 복수의 감속기가 모터에 직렬로 연결된 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기어드 모터에 있어서, 클러치에 의해 구동축이 연결된 감속기가 모터에 연결된 감속기와 분리된 상태를 보여주는 도면이다.

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

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 클러치를 포함하는 기어드 모터로서, 복수의 감속기가 모터에 직렬로 연결된 상태를 보여주는 도면이다. 그리고 도 2는 도 1의 기어드 모터에 있어서, 클러치에 의해 구동축이 연결된 감속기가 모터에 연결된 감속기와 분리된 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 기어드 모터(100)는 모터(10), 모터(10)에 직렬로 연결된 복수의 감속기(20,40), 및 클러치(30)를 포함한다. 클러치(30)는 복수의 감속기(20,40) 사이에 개재되어, 복수의 감속기(20,40)를 연결하거나 분리하여 감속비를 조절한다.

여기서 복수의 감속기(20,40)가 모터(10)에 직렬로 연결되어 고감속을 구현하기 때문에, 복수의 감속기(20,40) 각각은 저감속비를 갖는 감속기를 사용할 수 있다.

이러한 복수의 감속기(20,40)는 클러치(30)를 중심으로 양쪽에 연결되는 제1 감속기 그룹과 제2 감속기 그룹을 포함한다. 제1 감속기 그룹은 모터(10)와 클러치(30)의 일측 사이에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비한다. 그리고 제2 감속기 그룹은 클러치(30)의 타측에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비한다. 제2 감속기 그룹에 포함된 감속기 중 최외곽에 위치하는 감속기에 구동축(50)이 연결된다.

그리고 클러치(30)는 제1 및 제2 감속기 그룹을 연결하거나, 제1 감속기 그룹로부터 제2 감속기 그룹을 분리함으로써, 기어드 모터(100)의 감속비를 조절한다.

클러치(30)에 의해 분리된 제2 감속기 그룹을 외부에서 작용하는 힘(이하 '외력(EP)'이라 함)으로 회전시킬 수 있도록 아래와 같이 구성된다. 즉 제2 감속기 그룹의 감속기 수는 제1 감속기 그룹의 감속기 수와 동일하거나 적을 수 있다. 또는 제2 감속기 그룹의 감속비는 제1 감속기 그룹의 감속비와 동일하거나 작을 수 있다.

본 실시예에서는, 제1 및 제2 감속기 그룹은 각각 하나의 감속기(20,40)로 구성되는 예를 개시하였다. 즉 제1 감속기 그룹은 제1 감속기(20)를 포함한다. 제2 감속기 그룹은 제2 감속기(40)를 포함한다.

그리고 제2 감속기(40)에 구동축(50)이 연결된다. 이때 제1 및 제2 감속기 그룹의 감속비는 동일할 수 있다. 즉 제1 및 제2 감속기(20,40)로는 동일한 감속비를 갖는 감속기가 사용된다. 예컨대 제1 및 제2 감속기(20,40)로 10대1 감속비를 갖는 감속기가 사용될 수 있다.

이와 같이 모터(10)에 제1 및 제2 감속기(20,40)가 연결되어 감속비가 높을 경우, 외력(EP)에 의한 구동축(50)의 회전이 어렵다. 하지만 본 실시예에 따른 기어드 모터(100)는 클러치(30)를 이용하여 감속비를 조절할 수 있기 때문에, 즉 클러치(30)를 이용하여 제1 및 제2 감속기(20,40)를 분리함으로써, 외력(EP)으로 제2 감속기(40)만 연결된 구동축(50)을 회전시킬 수 있는 환경을 제공한다.

본 실시예에 따르면, 모터(10)에 저감속비의 감속기(20,40)를 복수 개 연결함으로써, 고감속의 기어드 모터(100)로 구현할 수 있다. 예컨대 모터(10) 앞단에 10대1 감속비를 갖는 감속기 2개를 연결할 경우, 100대1의 감속비를 갖는 기어드 모터(100)를 구현할 수 있다.

이때 기어드 모터(100)의 감속비가 100대1 이라고 하더라도 입력전류를 인가하여 구동은 가능하나, 감속기(20,40)의 마찰 역시 100배 증가하기 때문에, 입력전류를 인가하지 않은 상태에서는 외부에서 힘을 구동축(50)에 작용하더라도 움직이지 않는다.

하지만 본 실시예에 따른 기어드 모터(100)는 모터(10)에 연결된 제1 및 제2 감속기(20,40) 사이에 클러치(30)를 개재하여, 제1 및 제2 감속기(20,40) 간의 연결을 클러치(30)로 조절함으로써, 기어드 모터(100)에 전원을 인가할 수 없는 상태에서도 외력(EP)으로 구동축(50)을 회전시킬 수 있다. 즉 기어드 모터(100)에 전원이 인가되지 않은 상태에서, 클러치(30)로 구동축(50)이 연결된 제2 감속기(40)를 모터(10)에 연결된 제1 감속기(20)와 분리함으로써, 구동축(50)에 걸리는 감속비를 클러치(30)로 분리된 제2 감속기(40)에 대응되는 감속비로 줄일 수 있다. 이때 클러치(30)로 조절되는 감속비는 외부에서 작용하는 힘으로 구동축(50)을 회전시킬 수 있는 감속비이다. 이로 인해 기어드 모터(100)에 전원을 인가할 수 없는 상태에서도, 클러치(30)로 구동축(30)이 연결된 제2 감속기(40)를 모터(10)에 연결된 제1 감속기(20)와 분리함으로써, 외력(EP)으로 구동축(50)을 회전시킬 수 있다.

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.

10 : 모터
20 : 제1 감속기
30 : 클러치
40 : 제2 감속기
50 : 구동축
100 : 기어드 모터

Claims (9)

1. 모터;
   상기 모터에 직렬로 연결된 복수의 감속기; 및
   상기 복수의 감속기 사이에 개재되어, 상기 복수의 감속기를 연결하거나 분리하여 감속비를 조절하는 클러치;
   를 포함하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 감속기는,
   상기 모터와 상기 클러치의 일측 사이에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비하는 제1 감속기 그룹; 및
   상기 클러치의 타측에 연결되는 적어도 하나의 감속기를 구비하는 제2 감속기 그룹;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 클러치는 상기 제1 및 제2 감속기 그룹을 연결하거나, 상기 제1 감속기 그룹으로부터 상기 제2 감속기 그룹을 분리하는 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 감속기 그룹의 감속기 수가 상기 제1 감속기 그룹의 감속기 수와 동일하거나 적은 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제2 감속기 그룹의 감속비는 상기 제1 감속기 그룹의 감속비와 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 감속기 그룹은 각각 하나의 감속기로 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 감속기 그룹의 감속비는 동일한 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
8. 모터;
   상기 모터에 연결된 제1 감속기;
   상기 제1 감속기에 연결되는 제2 감속기; 및
   상기 제1 및 제2 감속기 사이에 설치되며, 상기 제1 및 제2 감속기를 연결하거나, 상기 제1 감속기로부터 상기 제2 감속기를 분리하여 감속비를 조절하는 클러치;
   를 포함하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 감속기의 감속비는 상기 제1 감속기의 감속비와 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 클러치를 포함하는 기어드 모터.

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