WO2024049082A1 - 구동모터 및 이를 이용한 스위블 액추에이터 - Google Patents

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WO2024049082A1
WO2024049082A1 PCT/KR2023/012399 KR2023012399W WO2024049082A1 WO 2024049082 A1 WO2024049082 A1 WO 2024049082A1 KR 2023012399 W KR2023012399 W KR 2023012399W WO 2024049082 A1 WO2024049082 A1 WO 2024049082A1
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WO
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rotor
gear
support
bearing
hollow cylindrical
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/012399
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English (en)
French (fr)
Inventor
김병수
신종화
Original Assignee
주식회사 아모텍
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H57/023—Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the present invention relates to a swivel actuator, and in particular, to a drive motor capable of applying a bearing preload by positioning the magnet of the rotor in an asymmetric structure above the stator core, and to a swivel actuator using the same.
  • An electric actuator serves to rotate or linearly move a driven object with high-torque torque obtained by converting the rotational force generated from a rotational power source into torque.
  • the overall housing height is low and the product is configured to be long either horizontally or vertically, so it is difficult to adopt a structure in which a DC motor with an external casing is mounted vertically on the inner floor of the housing.
  • the stopped position When using a DC motor, the stopped position must be maintained when external pressure is applied to the output shaft that rotates forward or reverse, so the braking torque must be increased using a worm gear.
  • a magnet for rotational position sensing is placed at the bottom of the worm gear of the DC motor, and a Hall sensor IC for rotational position sensing is applied, so DC power is used, and a Hall sensor is connected to the printed circuit board (PCB) to sense the rotational position.
  • PCB printed circuit board
  • a swivel actuator has been used to rotate a driven body (i.e., car seat) left and right together with a rotary table as an actuator for rotating a vehicle car seat to the left and right.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2022-0056821
  • the swivel actuator of Patent Document 1 is also a power transmission structure that can minimize backlash by changing the gear train structure to minimize the number of combined gears by forming a worm wheel and worm gear integrally at a distance from the power transmission shaft.
  • a structure that can rotate the rotary table is proposed.
  • Patent Document 1 is a structure that transmits rotational power using a single gear train between the BLDC motor and the pinion gear unit that drives the rotary table, so the tolerance between gears can be reduced, but cannot be completely reduced, and also the rotary table There is a problem that vibration cannot be suppressed because the brake torque that controls the left and right rotation of the driven body (i.e., car seat) that rotates together is low.
  • the present invention was proposed to solve the problems of the prior art described above, and its purpose is to adopt a double worm structure at both ends of the power transmission shaft of the first and second gear trains, thereby providing four worm gears.
  • the breaking strength can be increased by increasing the brake torque while minimizing backlash.
  • the purpose is to provide a swivel actuator.
  • Another object of the present invention is to suppress the left and right displacement in the bearing housing by using set screws on both ends of the power transmission shaft of the first and second gear trains, thereby eliminating the tolerance that occurs when coupling between gears and reducing backlash to zero.
  • the goal is to provide a swivel actuator that can be used as a swivel actuator.
  • Another object of the present invention is to provide a drive motor that can achieve verticality and dimensional stability when the rotor rotates by stacking a pair of lower bearings in series to rotatably support the rotor and a swivel actuator using the same. There is.
  • Another object of the present invention is to position the rotor magnet in an asymmetrical structure above the stator core, so that the inner ring of the bearing, which is formed integrally with the rotor, moves downward due to the attractive force acting between the rotor magnet and the stator core.
  • the aim is to provide a drive motor that applies a bearing preload by twisting the inner and outer rings of the bearing and a swivel actuator using the same.
  • Another object of the present invention is to fix the lower and upper bearings using a bearing support that is press-fitted to a hollow cylindrical part protruding upward from the lower housing and at the same time prevent the rotor worm gear formed in the extension part of the rotor from being separated.
  • the purpose is to provide a drive motor and a swivel actuator using the same.
  • a drive motor for a swivel actuator includes a housing with a hollow cylindrical portion protruding from the bottom at the center;
  • a rotor including a rotor support whose lower end is cup-shaped and rotatably coupled to the outer periphery of the hollow cylindrical portion;
  • a stator disposed on the outside of the rotor with an air gap and disposed on the bottom of the housing to generate a rotating magnetic field to rotate the rotor;
  • first and second bearings disposed between the cup-shaped lower end of the rotor support and the lower end of the hollow cylindrical portion to rotatably support the rotor and stacked in series; and a bearing support that is press-coupled with the outer periphery of the hollow cylindrical part and presses the second bearing.
  • the rotor support body includes an inner groove provided on the inside of the lower end to serve as a bearing housing for accommodating the first and second bearings; And an outer groove formed on the outside of the lower end to serve as a support for accommodating the back yoke and magnet of the rotor, wherein the first and second bearings each have an inner ring supported on the hollow cylindrical portion and are located in the inner groove.
  • the outer ring may be composed of a supported ball bearing.
  • the bearing support may be press-coupled with the outer circumference of the hollow cylindrical part to press the inner ring of the second bearing.
  • the magnet of the rotor may be positioned asymmetrically at a predetermined height above the stator core to apply a preload to the first and second bearings.
  • the drive motor for a swivel actuator according to the present invention may further include a rotor worm gear separation prevention protrusion protruding at the top of the bearing support to prevent the rotor from being separated from the first and second bearings and coming into contact with the third bearing. You can.
  • the drive motor for a swivel actuator may further include a rotor worm gear integrally formed on the upper part of the rotor support body extending to the upper part of the rotor.
  • a swivel actuator includes a lower housing with a central hollow cylindrical portion protruding upward, which serves as a support axis of the rotor; an upper housing that is stacked and assembled on top of the lower housing and has a through hole formed in the center where the hollow cylindrical portion protrudes upward; a drive motor disposed on the bottom of the lower housing and having a rotor worm gear integrally formed around the outer periphery of the cylindrical extension of the rotor support body extending above the through hole; Each is disposed and engaged at 180-degree intervals on the outer periphery of the rotor worm gear protruding from the upper housing, and first and second worm wheels gear-coupled with the rotor worm gear are formed in the middle of the first and second power transmission shafts, and the first and first and second gear trains having first to fourth worm gears formed on both sides of the second power transmission shaft; Third to sixth worm wheels geared to the first to fourth worm gears are formed at the lower ends
  • First to fourth pinion gear units a rotary table in which the first to fourth pinion gears are gear-coupled with a ring gear integrally formed on the inside of the side portion to rotate; first and second bearings disposed between the cup-shaped lower end of the rotor support and the lower end of the hollow cylindrical portion to rotatably support the rotor and stacked in series; And a third bearing for rotatably supporting the rotary table on the outer periphery of the upper end of the hollow cylindrical part.
  • the first and second gear trains include first and second power transmission shafts disposed opposite to each other at 180-degree intervals on the outer periphery of the rotor worm gear; First and second worm wheels gear-coupled with the rotor worm gear at the middle portion of the first and second power transmission shafts; and first to fourth worm gears formed on one side and the other side of the first and second power transmission shafts, respectively.
  • first and second power transmission shafts include a pair of bearings installed in the first and second grooves of the upper housing to rotatably support both ends; a pair of bearing housings that accommodate and support the pair of bearings therein; a pair of set screw assemblies extending from rear ends of the pair of bearing housings; And it may further include a pair of set screws screwed to the set screw assembly so that the tip portion supports the end of the power transmission shaft.
  • the set screw can suppress axial displacement of the first and second power transmission shafts by pushing and fixing the first and second power transmission shafts to one side from the outside through a through hole for adjusting the set screw formed in the upper housing.
  • the cylindrical extension part extending to the upper part of the rotor and the cylindrical rotor worm gear are set in a vertical direction on the bottom surface of the lower housing, and the first and second power transmission axes are each in a horizontal direction perpendicular to the axis of the cylindrical rotor worm gear.
  • the first to fourth support shafts may be installed in a vertical direction perpendicular to the first and second power transmission shafts, respectively.
  • the rotary table includes a top plate on which a car seat is installed and a through hole in the center where the upper end of the hollow cylindrical portion of the lower housing is located; a side portion extending downward from the outside of the upper plate; and a ring gear integrally formed inside the side portion, wherein the first to fourth pinion gears of the first to fourth pinion gear units can be gear-coupled with the ring gear of the rotary table at 4 points. there is.
  • the swivel actuator according to the present invention may further include a bearing support that is press-coupled to the outer periphery of the hollow cylindrical part and presses the second bearing.
  • the drive motor includes a rotor rotatably coupled to the outer periphery of the cylindrical portion and including a rotor support body whose lower end is shaped like a cup; and a stator disposed on the bottom of the lower housing to rotate the rotor outside the rotor, wherein the swivel actuator is disposed between the cup-shaped lower end of the rotor support and the lower end of the hollow cylindrical portion.
  • the cable for connecting the stator coil of the drive motor and the plurality of Hall sensors provided in the Hall sensor assembly to the motor drive circuit installed on the outside of the swivel actuator is connected to the central through hole provided in the center of the upper plate and the lower housing. It can be connected through the hollow cylindrical part of.
  • the upper housing may be provided with first and second grooves for accommodating the first and second gear trains and first to fourth pinion gear units.
  • both ends of the first and second power transmission shafts are rotatably supported by bearings, and the bearing housing in which the bearings are embedded is provided with a plurality of sets to suppress left and right displacement of the first and second power transmission shafts. Screws can be installed.
  • the present invention provides a power transmission structure that can minimize backlash through a gear train change structure that minimizes the number of combined gears by forming a worm wheel and a worm gear integrally at a distance from the power transmission shaft. .
  • the present invention reduces the overall size and secures space compared to a conventional gear train combining a plurality of spur gears, thereby increasing design freedom and reducing costs.
  • the BLDC drive motor is installed on the bottom of the housing, and the first and second gear trains, which are integrally formed with a worm wheel and worm gear at the top at intervals from the power transmission shaft, are arranged symmetrically inside the housing to prevent backlash. ) can be minimized and at the same time the vibration of the rotary table can be suppressed.
  • the BLDC drive motor is installed on the bottom of the housing, the worm wheels of the first and second gear trains are arranged symmetrically on the outer periphery of the cylindrical rotor worm gear of the drive motor, and 4 formed at both ends of the first and second gear trains.
  • a double worm structure is adopted at both ends of the power transmission shaft of the first and second gear trains, and four pinion gear units are combined with four worm gears to transfer the reduced rotational force to the rotary table.
  • the breaking strength can be increased by increasing the brake torque while minimizing backlash.
  • a set screw is screwed to the set screw assembly extending from the rear end of the bearing housing to suppress left and right displacement in the bearing housing at both ends of the power transmission shaft, and a set screw for adjusting the set screw formed on the housing is added.
  • Axial displacement of the first and second power transmission shafts can be suppressed by pushing and fixing the first and second power transmission shafts to one side by tightening a set screw from the outside through a through hole.
  • the tolerance (gap) that occurs when engaging between gears between the worm gear of the gear train and the worm wheel of the pinion gear unit is eliminated, and as a result, the pinion gear unit Backlash can also be reduced to zero by eliminating the gap between the pinion gear and the ring gear of the driven animal (e.g., rotary table).
  • a pair of lower bearings are stacked in series to rotatably support the rotor, thereby ensuring verticality and dimensional stability when the rotor rotates.
  • the force that causes the bearing inner ring, which is formed integrally with the rotor, to move downward due to the attractive force acting between the rotor's magnet and the stator core is used.
  • a bearing preload can be applied.
  • bearing preload can be applied, thereby increasing bearing reliability and reducing noise.
  • the lower and upper bearings can be fixed by using a bearing support that is press-fitted to a hollow cylindrical part protruding upward from the lower housing and at the same time, the rotor worm gear formed on the extension part of the rotor can be prevented from being separated.
  • 1 to 3A are a perspective view, a plan view, and a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2, respectively, of an internal hollow swivel actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 3b is a 1/2 enlarged view of an axial cross-section of an internal hollow swivel actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figures 4 and 5 are a perspective view of the internal hollow swivel actuator according to a preferred embodiment of the present invention with the rotary table separated, and a plan view of Figure 4 with the rotary table removed, respectively.
  • FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views taken along lines B-B to D-D of FIG. 5, respectively.
  • Figures 7 and 8 are respectively an exploded perspective view and a completely exploded perspective view of each module of the internal hollow swivel actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a perspective view with the upper part of the rotary table removed in the internal hollow swivel actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the swivel actuator according to the present invention is used with a rotary table to rotate the driven body, that is, the car seat for a vehicle, left and right.
  • a rotary table to rotate the driven body, that is, the car seat for a vehicle, left and right.
  • an internal hollow actuator that drives the driven body using a BLDC type drive motor as a power source is described below. The type swivel actuator is explained.
  • the motor is placed vertically at the bottom of the housing and the motor torque is increased by increasing the size in the radial direction.
  • the drive motor has a stator and rotor placed on the bottom of the housing, and uses an inner rotor type BLDC motor.
  • the actuator according to the prior art consists of a motor part made of a DC motor, a gear part, and a rotating part as separate parts, so there are many problems such as assembly tolerances and parts supply when assembling the actuator product into a main body.
  • the swivel actuator according to the present invention is composed of a drive motor, gear train, and rotating body in an integrated form, so it can achieve miniaturization and slimming while solving the problems of the prior art.
  • the internal hollow swivel actuator according to the present invention is made in the shape of a disk, and is hollow on the inside, with a through hole for cable extraction formed in the center, and a driven body and a driven body at the top of the rotating body (rotating table).
  • a plurality of coupling holes for example, four, are formed to connect, and the lower end of the fixing bolt passes through the coupling hole and is screwed to a stud nut fixed to the inner surface of the rotary table.
  • the internal hollow swivel actuator according to the present invention has a BLDC drive motor installed at the bottom of the housing, and the first and second gear trains, which are integrally formed with a worm wheel and worm gear at the top at intervals on the power transmission shaft, are symmetrical inside the housing. By arranging it, backlash can be minimized and vibration occurrence can be suppressed.
  • an annular stator is disposed on the bottom of a housing, and a rotor with a rotor worm gear integrally formed on the upper side is disposed inside the stator.
  • the first and second gear trains are coupled to the outer periphery of the rotor worm gear in a symmetrical structure, and the worm wheels of the power transmission shaft forming each of the first and second gear trains are gear-coupled to the outer periphery of the rotor worm gear, and both ends of the power transmission shaft
  • the four worm gears formed in are coupled to the worm wheels located at the bottom of each of the four pinion gear units, and the four pinion gears located at the top of the four pinion gear units are connected to the ring gear formed on the inside of the side part of the rotary table at four points. It is combined to drive the rotary table to rotate.
  • the swivel actuator according to the present invention increases torque by reducing the rotational output of the drive motor, and when transmitting the reduced output to the rotary table, the first and second gear trains are symmetrical to the rotor worm gear of the drive motor.
  • Backlash is achieved by combining them into a structure, forming a double worm structure at both ends of the first and second gear trains, and transmitting rotational force to the ring gear of the rotary table through four pinion gear units in the double worm. ) can be minimized, the vibration of the rotary table can be suppressed, and the breaking strength can be increased by increasing the brake torque.
  • the swivel actuator according to the present invention includes a BLDC type drive motor, a pair of gear trains to increase the torque by decelerating the rotational power of the drive motor and then transmitting it to the rotary table, and four pinnies each coupled to both ends of the pair of gear trains. It includes a rotary table that rotates with a ring gear coupled at four points by the rotation output of the on gear unit and four pinion gear units, and a driven body such as a car seat is coupled to the rotary table and rotates together with the rotary table. This comes true.
  • the drive motor, gear train, pinion gear unit, and rotary table can be integrated into the housing.
  • the internal hollow swivel actuator 200 includes a lower housing 10 with a central hollow cylindrical portion 11a protruding upward;
  • An upper housing (15) that is stacked and assembled on top of the lower housing and has a through hole (15c) in the center through which the hollow cylindrical portion (11a) protrudes upward;
  • a drive motor 100 disposed on the bottom of the lower housing 10 and having a rotor worm gear 35 integrally formed around the outer periphery of the extended portion of the rotor support 34 extending to the upper part of the rotor 30;
  • First and second gears are respectively disposed in the upper housing and coupled to the outer periphery of the rotor worm gear 35, and gear-coupled with the rotor worm gear 35 in the middle portion of the first and second power transmission shafts 71a and 71b.
  • the first to fourth pinion gears (82a-82d) of the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are gear-coupled with the ring gear 24 integrally formed on the inside of the side portion to rotate. Includes a rotary table (20).
  • a drive motor 100 is installed in the lower housing 10, and a hollow cylindrical portion 11a that serves as a support axis of the rotor 30 protrudes at the center.
  • the upper housing 15 is stacked and assembled on the upper part of the lower housing 10, and is fixed by fastening a plurality of fixing bolts or screws 17.
  • the upper housing 15 accommodates the first and second gear trains 70a and 70b and first to fourth pinion gears 82a-82d, and a rotary table 20 rotates on the upper housing 15. Possibly installed.
  • the drive motor 100 generates rotational power, and the first and second gear trains 70a and 70b receive the rotational power and convert it into torque by reducing the speed to generate the reduced rotational power with increased torque. Occurs.
  • first to fourth pinion gears (82a-82d) are installed in a vertical direction on the first to fourth worm gears (73a-73d) of the first and second gear trains (70a, 70b), respectively. After receiving the reduced rotational power with increased torque, it serves to transmit it to the ring gear 24 formed integrally with the rotary table 20.
  • the drive motor 100 may be configured as an inner rotor type in which the rotor 30 is disposed inside the stator 40, and is rotatable around the outer circumference of the hollow cylindrical portion 11a of the lower housing 10.
  • the rotor 30 is combined with the stator, which is disposed on the outside of the rotor 30 with an air gap and is disposed on the bottom of the lower housing 10 to generate a rotating magnetic field to rotate the rotor 30.
  • It includes (40), and a rotor worm gear 35 is integrally formed on the outer periphery of the extended portion of the rotor support body 34 extending to the upper part of the rotor 30.
  • the magnet 31 disposed on the outer periphery of the back yoke 32 located on the inside of the rotor 30 is made of a plurality of divided magnet pieces of N and S poles, or a ring-shaped magnet with N and S poles.
  • a multi-pole split magnetized magnet can be used, and the back yoke 32 is installed on the back of the magnet 31 to form a magnetic circuit.
  • the rotor 30 is provided with a rotor support 34, and the rotor support 34 has a cupped lower end so as to rotatably support the rotor 30 on the outer periphery of a hollow cylindrical portion 11a serving as a support shaft. It is shaped to accommodate the first and second bearings 61 and 62 on the inside, and the back yoke 32 and magnet 31 are accommodated on the outside of the lower end.
  • the rotor support body 34 serves as a bearing housing in which the inner groove 34a provided on the inside of the lower end accommodates the first and second bearings 61 and 62, and is located on the outside of the rotor support body 34.
  • the formed outer groove (34b) serves as a support for accommodating the back yoke (32) and the magnet (31).
  • the rotor support body 34 has a cup-shaped lower portion that supports the first and second bearings 61 and 62, the back yoke 32, and the magnet 31 inside and outside, and a penetration of the upper housing 15 from the lower portion. It includes an upper end extending upward through a hole 15c, and a rotor worm gear 35 is integrally formed on the cylindrical outer periphery of the upper end.
  • the rotor support 34 may be manufactured by injection molding with the rotor worm gear 35 integrated at the upper end.
  • the first and second bearings 61 and 62 are stacked in series at the top and bottom between the rotor support 34 and the hollow cylindrical portion 11a and stably support the rotor 30.
  • the first and second bearings 61 and 62 which are stacked in series without leaving a gap between the bearings, support the rotor 30 over a large area and thus support the rotor 30 when the rotor 30 rotates. Verticality and dimensional stability can be achieved.
  • the first and second bearings 61 and 62 may be composed of ball bearings in which balls 61c and 62c are inserted between inner rings 61a and 62a and outer rings 61b and 62b.
  • the inner rings 61a and 62a of the first and second bearings 61 and 62 are supported at their lower ends by a stepped stopper 11b formed on the outer periphery of the hollow cylindrical portion 11a, and the first and second bearings 61 and 62
  • the outer rings 61b and 62b of the bearings 61 and 62 are supported in the inner groove 34a provided on the inside of the lower end of the rotor support body 34.
  • the upper ends of the inner rings 61a and 62a of the first and second bearings 61 and 62 are attached to the step stopper 11b by press-fitting the bearing support 64 into the hollow cylindrical portion 11a. It can be supported and fixed.
  • a rotor worm gear separation prevention protrusion 64a protrudes from the upper end of the bearing support 64 to prevent the rotor worm gear 35 formed in the extension part of the rotor support 34 from separation.
  • the rotor worm gear 35 rotates in the radial direction (CW, CCW) but receives force up and down.
  • the rotor worm gear 35 may cause the rotor 30 to separate from the first and second bearings 61 and 62 and touch the third bearing 63 due to force received up and down. In order to prevent such touching from occurring, it is desirable to provide a rotor worm gear separation prevention protrusion 64a on the bearing support 64.
  • a spring or wave washer is used to twist the inner and outer rings of the bearing to provide a preload.
  • the magnets 31 of the rotor 30 and the stator core 45 face each other in a one-to-one manner, the magnets 31 of the rotor 30 are asymmetrically positioned above the stator core 45 by a predetermined height. The position is set to .
  • the outer rings 61b of the first and second bearings 61 and 62 are formed integrally with the rotor 30 by the attractive force acting between the magnet 31 and the stator core 45 of the rotor 30.
  • 62b) uses the force to move downward to twist the inner rings (61a, 62a) and outer rings (61b, 62b) of the first and second bearings (61, 62) to preload the bearings as shown by arrow (F). can be granted.
  • a preload can be applied to the bearing, thereby increasing the reliability of the bearing and reducing noise.
  • the stator 40 includes a stator core 45 including a plurality of teeth 41 each having a "T" shape and a back yoke 42 interconnected with the plurality of teeth 41 to form a magnetic circuit; upper and lower insulators (44a, 44b) made of an insulating material integrally formed to surround an outer peripheral surface on which the coils (43) of each of the plurality of teeth are to be wound; and a coil 43 wound around the outer peripheral surface of the insulators 44a and 44b.
  • the insulators 44a and 44b may be integrally formed as a bobbin and stator support body surrounding the back yoke 42 along with a plurality of teeth 41.
  • the drive motor 100 may be configured as, for example, a BLDC motor with a 20 pole-18 slot structure.
  • the drive motor 100 winds the coil 43 in a three-phase structure of U, V, and W, and U, V, The other end of the W three-phase coil 43 may be connected in a star-connected manner.
  • the drive motor 100 for example, can be driven in a 6-step radio wave drive method using an inverter after receiving rotor position signals from two or three Hall sensors in the motor drive circuit. .
  • the first and second gear trains (70a, 70b) are hollow shapes that protrude upward through the through hole (15c) located in the center of the upper housing (15), which is stacked and assembled on top of the lower housing (10). It is disposed in first and second grooves 15a and 15b formed in opposing structures with the cylindrical portion 11a as the center.
  • the first and second gear trains (70a, 70b) include first and second power transmission shafts (71a, 71b) disposed opposite each other at 180-degree intervals on the outer periphery of the rotor worm gear (35), the first and First and second worm wheels (72a, 72b) geared to the rotor worm gear 35 in the middle portion of the second power transmission shafts (71a, 71b), and the first and second power transmission shafts (71a, 71b) ) includes first to fourth worm gears 73a-73d formed on one side and the other, respectively.
  • the first and second power transmission shafts (71a, 71b) are rotatably supported at both ends by a pair of bearings (74a, 74b; 75a, 75b), and the first and second grooves (15a, 15b) has a groove shape that accommodates the first and second gear trains 70a and 70b and the first to fourth pinion gear units 80a-80d.
  • the first and second power transmission shafts 71a and 71b are provided in the bearing housing to suppress left and right displacement from occurring in the bearing housing supporting the two pairs of bearings 74a and 74b; 75a and 75b.
  • Set screws (76a-76d) were added to the rear ends, respectively, to limit left and right movement of the first and second power transmission shafts (71a, 71b).
  • the set screws (76a-76f) have male threads formed on the outer periphery of the body, and a groove in the shape of "-" or “+” that can accommodate the tip of the driver is formed at the rear end, and the tip is curved or flat. It can be done in the form
  • the set screws (76a-76d) form female threads in through-holes penetrating inward from the rear end of the bearing housing, and the set screws (76a-76d) are screwed together so that the distal ends of the four set screws (76a-76d) are Both ends of the first and second power transmission shafts 71a and 71b are coupled by pushing and compressing.
  • the set screws (76a-76d) are installed in all four bearing housings of the four bearings (74a, 74b, 75a, 75b) that rotatably support both ends of the first and second power transmission shafts (71a, 71b). It is preferable to install only one bearing housing on one side to support one end of the first and second power transmission shafts (71a, 71b) and push the first and second power transmission shafts (71a, 71b) in one direction to left and right. It is also possible to suppress the flow.
  • the set screws (76a-76d) may have ends that protrude in a spherical shape to minimize contact with the ends of the first and second power transmission shafts (71a, 71b), or may have ends that have a planar shape.
  • the shape of the tip of the set screws 76a-76d does not have a significant influence.
  • the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are installed on first to fourth support shafts (83a-83d) whose lower ends penetrate the bottom of the upper housing (15), respectively.
  • Third to sixth worm wheels (81a-81d) geared to the first to fourth worm gears (73a-73d) are formed at the lower end of the fourth support shaft (83a-83d), and first to fourth pinnies are formed at the upper end.
  • gears 82a-82d are formed on gears 82a-82d.
  • the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are first to fourth pinion gears (82a) formed integrally with the first to fourth support shafts (83a-83d) by injection molding using synthetic resin. -82d) and the third to sixth worm wheels (81a-81d) may be rotatably supported.
  • the worm wheel and pinion gear sintered on the upper part of the support shaft are sequentially assembled, and an annular groove formed at the upper end, such as a snap ring or stopper ring, is installed.
  • a twisting force is generated as the polygonal inner peripheral portion of the first to fourth pinion gears (82a-82d) connected to the ring gear 25 is coupled to the polygonal outer peripheral portion of the third to sixth worm wheels (81a-81d). It can be implemented to the maximum, so that the rotational force of the drive motor 100 can be effectively transmitted to the rotary table 20.
  • the first to fourth support shafts 83a-83d each have a two-stage structure with a stopper flange 84 formed at the lower end, and are installed penetrating the bottom of the upper housing 15.
  • a locking groove for the stopper flange 84 is formed in the through hole.
  • the first to fourth pinion gears (82a-82d) and the third to sixth worm wheels (81a-81d) forming the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are rotationally driven.
  • the main force is received in the radial direction, but when the force is received in the axial direction, it is possible to prevent the first to fourth support axes 83a-83d from being separated.
  • the rotary table 20 includes a circular upper plate 21 and a side portion 23 extending downward from the outer periphery of the upper plate 21.
  • the upper plate 21 may be formed with a plurality of coupling holes penetrating therethrough for coupling with the driven main body (eg, electric seat) installed on the rotary table 20.
  • a motor drive assembly is installed on the outside of the swivel actuator 200 from the stator coil 43 of the drive motor 100 and a plurality of Hall sensors provided in the Hall sensor assembly 50.
  • a central through hole 25 is formed through which a cable for connection to the furnace passes.
  • the cable is introduced into the lower portion through the central through hole 25 provided in the center of the upper plate and the hollow cylindrical portion 11a of the lower housing 10, and then through the through hole formed in the bottom of the lower housing 10. It is connected to the stator coil 43 and the hall sensor assembly 50 through (19a).
  • the through hole (19a) is finished by assembling the through hole cover (19).
  • the motor driving circuit can also be built into the space formed in the lower part of the housing.
  • the upper end of the hollow cylindrical part 11a of the lower housing 10 is located in the central through hole 25, and the rotary table 20 is installed at the center of the inner peripheral surface of the upper plate 21 with the hollow cylindrical part 11a.
  • a third bearing 63 of a ball bearing structure may be installed on the outer periphery of the ball bearing structure to rotatably support it.
  • the outer ring 63b of the third bearing 63 is supported on the bearing housing 26 protruding from the lower part of the rotary table 20, and the inner ring 63a of the third bearing 63 has its lower end supported by the bearing. It is located at the top of the support 64 and is supported on the hollow cylindrical portion 11a of the lower housing 10.
  • the hollow type swivel actuator 200 has a stopper insertion groove 11c formed at the upper end of the hollow cylindrical portion 11a, and the stopper insertion groove 11c prevents the rotation table 20 from being separated.
  • the stopper ring (13) is coupled to do so.
  • a ring gear 24 is integrally formed on the inside of the side portion 23 of the rotary table 20, and the ring gear 24 includes the first to fourth pinion gear units 80a-80d. To fourth pinion gears (82a-82d) are gear-coupled.
  • first and second worm wheels (72a, 72b) are arranged in the middle of each of the first and second power transmission shafts (71a, 71b), and the first to fourth worm wheels (72a, 72b) are installed at both ends at a distance from each other.
  • a power transmission structure that can minimize backlash is provided by a gear train change structure that minimizes the number of combined gears by forming worm gears (73a-73d) as one piece.
  • the present invention reduces the overall size and secures space compared to a conventional gear train combining a plurality of spur gears, thereby increasing design freedom and reducing costs.
  • the BLDC drive motor 100 is installed on the bottom of the lower housing 10, and the first and second worm wheels 72a and 72b are installed in the upper housing 15 assembled on the upper part of the lower housing 10.
  • the first to fourth worm gears (73a-73d) are formed integrally with the first and second power transmission shafts (71a, 71b) at intervals, and the upper housing (15) ) By placing them opposite each other at 180-degree intervals inside, backlash can be minimized and vibration can be suppressed.
  • the two first and second gear trains (70a, 70b) are evenly arranged and coupled to the rotor worm gear (35) of the drive motor (100) at 180-degree intervals to transmit the first and second power.
  • First to fourth worm gears (73a-73d) are integrally formed at both ends of the shafts (71a, 71b) to have a double worm structure, and four third worm gears (73a-73d) of the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are integrally formed at both ends of the shafts (71a, 71b).
  • Gear coupling is performed at four points on the ring gear 24 using the to sixth worm wheels (81a-81d) and the first to fourth pinion gears (82a-82d).
  • a double worm structure is adopted at both ends of the first and second gear trains 70a and 70b, respectively, so that four worm gears 73a-73d and four pinion gear units 80a- By driving the rotary table 20 by combining 80d), breaking strength can be increased by increasing brake torque while minimizing backlash.
  • both ends of the first and second power transmission shafts 71a and 71b are rotatably supported by four bearings 74a, 74b, 75a, and 75b, respectively.
  • the four bearings (74a, 74b, 75a, 75b) are built into four bearing housings fixed to the first and second grooves (16a, 16b) formed on the bottom of the upper housing (15).
  • four set screws (76a-76d) were added to the rear ends of the four bearing housings to prevent left and right displacement of both ends of the first and second power transmission shafts (71a, 71b) from occurring in the bearing housing. .
  • the first to fourth worm gears 73a-73d of the first and second gear trains 70a and 70b and the first Eliminates the tolerance (gap) that occurs when engaging gears between the third to sixth worm wheels (81a-81d) of the first to fourth pinion gear units (80a-80d), and also eliminates the gap between the first to fourth pinion gear units (80a-80d).
  • Backlash is also reduced to zero by eliminating the gap between the first to fourth pinion gears (82a-82d) of (80a-80d) and the ring gear (24) of the rotary table (20). can do.
  • Compression between the set screws (76a-76d) and the first and second power transmission shafts (71a, 71b) as described above is performed by assembling the first and second power transmission shafts (71a, 71b) inside the upper housing (15). Then, by advancing the set screws (76a-76d) in one direction, the first and second power transmission shafts (71a, 71b) are pushed to change the left and right flow of the first and second power transmission shafts (71a, 71b). It can be suppressed.
  • the internal hollow swivel actuator 200 of the present invention first operates the BLDC drive motor 100 installed on the bottom of the lower housing 10, so that the rotor 30 rotates and the rotor support 34 of the rotor 30
  • the rotor worm gear 35 integrally formed on the upper side also rotates in the same direction.
  • the first and second worm wheels 72a of the first and second gear trains 70a and 70b are arranged at 180-degree intervals on the outer periphery of the rotor worm gear 35 and gear-coupled.
  • the first and second power transmission shafts 71a and 71b also rotate.
  • the first to fourth worm gears (73a-73d) formed on both sides of the first and second power transmission shafts (71a, 71b) are gear-coupled with the first to fourth pinion gear units (80a-80d). ) rotates the third to sixth worm wheels (81a-81d).
  • first to fourth pinion gears (82a-82d) located at the top of the first to fourth pinion gear units (80a-80d) are also rotated, and the first to fourth pinion gears (80a-80d) are also rotated.
  • 82a-82d) are gear-engaged with the ring gear 24 provided on the rotary table 20 at 90-degree intervals and rotate in the same direction.
  • the speed is reduced to 400:1 through the first and second gear trains 70a and 70b, so that the rotary table 20 rotates at a low speed of 2 rpm. is lowered, resulting in a large increase in torque.
  • the first and second gear trains (70a, 70b) are arranged in a symmetrical structure inside the upper housing (15), and each of the first and second gear trains (70a, 70b) has a double
  • backlash is minimized by combining four pinion gear units (80a-80d) with four worm gears (73a-73d) to drive the rotary table (20).
  • the breaking strength can be increased by increasing the brake torque.
  • both ends of the first and second power transmission shafts 71a and 71b are attached to a set screw assembly extending from the rear end of the bearing housing 78a-78d to suppress left and right displacement in the bearing housing.
  • Set screws (76a-76d) were added.
  • the set screw assembly is installed from the outside through a through hole for adjusting the set screw (not shown) formed on the wall of the upper housing 15.
  • the two set screws (76a-76d) are advanced in one direction to set the first and second set screws (76a-76d). 2
  • the left and right movement of the first and second power transmission shafts (71a, 71b) can be suppressed.
  • the swivel actuator according to the present invention can be applied to rotate together with the rotary table to rotate a driven object such as a car seat installed on the rotary table to the left and right.

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Abstract

본 발명은 로터의 자석을 스테이터 코어보다 상측으로 비대칭 구조로 위치설정함에 의해 베어링 예압을 부여할 수 있는 구동모터 및 이를 이용한 스위블(Swivel) 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스위블 액추에이터용 구동모터는 중앙에 바닥으로부터 중공형 원통부가 돌출된 하우징; 하단부가 컵형태로 이루어진 로터지지체를 구비하며, 상기 중공형 원통부의 외주에 회전 가능하게 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 에어갭을 두고 배치되며 회전자기장을 발생하여 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 하우징의 바닥에 배치되는 스테이터; 상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하며 직렬로 적층된 제1 및 제2 베어링; 및 상기 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링을 압착하는 베어링 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

구동모터 및 이를 이용한 스위블 액추에이터
본 발명은 스위블 액추에이터에 관한 것으로, 특히 로터의 자석을 스테이터 코어보다 상측으로 비대칭 구조로 위치설정함에 의해 베어링 예압을 부여할 수 있는 구동모터 및 이를 이용한 스위블(Swivel) 액추에이터에 관한 것이다.
전동 액추에이터(Actuator)는 회전 동력원으로부터 발생된 회전력을 토크 변환하여 얻어진 고토크 회전력으로 피동체를 회전 또는 직선 운동시키는 역할을 한다.
일반적으로 액추에이터는 사용 특징상 제품 전체적으로 하우징의 높이는 낮고, 가로와 세로 중 하나가 긴 형태로 구성으로 되어 있어, 외부 케이싱을 갖는 DC 모터를 하우징 내부 바닥에 수직으로 장착하는 구조를 채택하기 힘들다.
DC 모터를 사용하는 경우 정,역 회전 운동하는 출력축(output shaft)에서 외압을 가할시에 멈춰 있는 위치를 고수해야하므로, 웜 기어를 사용하여 제동 토크(Brake torque)를 높여야 한다.
DC 모터에 웜 기어와 웜 휠(worm wheel)을 사용하고 출력축이 있는 위치까지 동력을 전달하려면 일반적으로 스퍼 기어(Spur Gear)를 사용하여 연결하고 있으며, 이러한 경우 다음과 같은 문제가 존재한다.
첫째, 엑추에이터의 하우징 높이가 낮아 DC 모터를 일반적으로 눕혀서 적용하는 문제가 있어 조립 구조에 어려움이 있고, 단가가 상승한다. 즉, DC 모터의 케이싱과 웜 샤프트(worm shaft)를 잡아줘야 하는 베어링으로 인하여 조립공간 확보에 문제가 있다.
둘째, 모터 콘트롤러에서 모터 전원을 연결하는 구조가 복잡해진다.
셋째, 엑추에이터에서 정확한 위치 제어를 위해서 로터의 회전위치 정보가 필요하다. 이를 위해 DC 모터의 웜 기어 밑단에 회전위치 센싱용 마그넷을 넣고, 회전위치 센싱용 홀센서 IC를 적용하기 때문에 DC 전원을 사용하고 회전위치 센싱을 하기 위해서는 인쇄회로기판(PCB)에 홀센서를 연결하는 구조가 복잡하다.
넷째, 큰 감속비를 얻기 위해 구동모터의 회전 동력을 스퍼 기어를 여러 개를 사용하는 기어트레인에서는 공차가 커져서 백래쉬(Backlash)가 커지며 정밀 위치 제어가 어렵다.
한편, 최근에는 차량용 카시트를 좌우로 회전시키기 위한 액추에이터로서 회전 테이블과 함께 피동체 본체(즉, 카시트)를 좌우로 회전시키기 위한 용도로 스위블(Swivel) 액추에이터가 사용되고 있다.
종래의 액추에이터는 높이가 낮은 하우징 내부에 눕혀진 DC 모터를 사용하는 점을 점을 고려하여, 알모터 형태의 BLDC 모터를 하우징 바닥에 수직방향으로 설치하고 상부에 감속용 기어트레인을 설치함에 의해 콤팩트하고 슬림한 구조를 갖는 스위블 액추에이터가 한국 공개특허공보 제10-2022-0056821호(특허문헌 1)에 제안되어 있다.
특허문헌 1의 스위블(Swivel) 액추에이터는 또한 동력전달축에 간격을 두고 웜휠과 웜기어를 일체로 형성하여 결합기어수를 최소화시킨 기어트레인 변경 구조에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화할 수 있는 동력전달 구조에 의해 회전 테이블을 회전시킬 수 있는 구조를 제안하고 있다.
그러나, 특허문헌 1은 BLDC 모터와 회전 테이블을 구동하는 피니온 기어유닛 사이에 하나의 기어트레인을 이용하여 회전 동력을 전달하는 구조이므로, 기어간 공차를 줄일 수 있으나 완전히 줄일 수 없고, 또한 회전 테이블과 함께 회전하는 피동체 본체(즉, 카시트)의 좌우 회전을 제어하는 브레이크 토크(brake torque)가 낮아 진동 발생을 억제할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 제1 및 제2 기어트레인의 동력전달축 양단부에 각각 더블 웜(double worm) 구조를 채택함에 따라 4개의 웜기어에 4개의 피니온 기어유닛을 결합하여 감속된 회전력을 회전 테이블의 링기어에 4개 지점에서 전달시킴에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소로 하면서 브레이크 토크(brake torque)를 높여서 파괴 강도를 증대시킬 수 있는 스위블(Swivel) 액추에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제1 및 제2 기어트레인의 동력전달축의 양단부를 세트 스크류를 사용하여 베어링 하우징에서의 좌우변위를 억제함에 의해 기어간 결합시에 발생하는 공차를 없애고 백래쉬(Backlash)를 제로로 할 수 있는 스위블(Swivel) 액추에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 한쌍의 하부베어링을 직렬로 적층하여 로터를 회전 가능하게 지지함에 의해 로터의 회전시 수직도 및 치수 안정성을 도모할 수 있는 구동모터 및 이를 이용한 스위블(Swivel) 액추에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 로터의 자석을 스테이터 코어보다 상측으로 비대칭 구조로 위치설정함에 의해 로터의 자석과 스테이터 코어 사이에 작용하는 흡인력에 의해 로터와 일체로 형성되는 베어링 내륜이 하측으로 이동하려는 힘을 이용하여 베어링 내륜과 외륜을 비틀리게하여 베어링 예압을 부여하는 구동모터 및 이를 이용한 스위블(Swivel) 액추에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 하부하우징으로부터 상부로 돌출된 중공형 원통부에 압입 결합되는 베어링 지지대를 이용하여 하부 및 상부 베어링을 고정시킴과 동시에 로터의 연장부에 형성된 로터웜기어의 이탈을 방지할 수 있는 구동모터 및 이를 이용한 스위블(Swivel) 액추에이터를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따른 스위블 액추에이터용 구동모터는 중앙에 바닥으로부터 중공형 원통부가 돌출된 하우징; 하단부가 컵형태로 이루어진 로터지지체를 구비하며, 상기 중공형 원통부의 외주에 회전 가능하게 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 에어갭을 두고 배치되며 회전자기장을 발생하여 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 하우징의 바닥에 배치되는 스테이터; 상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하며 직렬로 적층된 제1 및 제2 베어링; 및 상기 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링을 압착하는 베어링 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 로터지지체는 상기 제1 및 제2 베어링을 수용하는 베어링 하우징으로서 역할을 하도록 하단부 내측에 구비된 내측 요홈; 및 상기 로터의 백요크와 자석을 수용하는 지지체로서 역할을 하도록 하단부 외측에 형성된 외측 요홈;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 베어링은 각각 상기 중공형 원통부에 내륜이 지지되고 상기 내측 요홈에 외륜이 지지되는 볼베어링으로 구성될 수 있다.
이 경우 상기 베어링 지지대는 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링의 내륜을 압착할 수 있다.
또한, 상기 로터의 자석을 스테이터 코어보다 소정의 높이만큼 상측으로 비대칭 구조로 위치설정하여 상기 제1 및 제2 베어링에 예압을 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터용 구동모터는 상기 로터가 제1 및 제2 베어링으로부터 이탈되어 제3베어링과 접촉이 이루어지는 것을 차단하기 위해 상기 베어링 지지대의 상단에 돌출된 로터웜기어 이탈방지돌기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스위블 액추에이터용 구동모터는 상기 로터의 상부로 연장된 로터지지체의 상부에 일체로 형성된 로터웜기어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 스위블 액추에이터는 중앙에 로터의 지지축 역할을 하는 중공형 원통부가 상부로 돌출된 하부하우징; 상기 하부하우징의 상부에 적층 조립되고 중앙부에 상기 중공형 원통부가 상부로 돌출된 관통구멍이 형성된 상부하우징; 상기 하부하우징의 바닥면에 배치되며, 상기 관통구멍의 상부로 연장된 로터지지체의 원통형 연장부의 외주에 로터웜기어가 일체로 형성된 구동모터; 각각 상기 상부하우징으로 돌출된 상기 로터웜기어의 외주에 180도 간격으로 배치되어 결합되며, 제1 및 제2 동력전달축의 중간에 상기 로터웜기어와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠이 형성되고 제1 및 제2 동력전달축의 양측에 제1 내지 제4 웜기어가 형성된 제1 및 제2 기어트레인; 각각 제1 내지 제4 지지축의 하단에 상기 제1 내지 제4 웜기어와 기어결합되는 제3 내지 제6 웜휠이 형성되고 상기 제1 내지 제4 지지축의 상단에 제1 내지 제4 피니온 기어가 형성된 제1 내지 제4 피니온 기어유닛; 상기 제1 내지 제4 피니온 기어가 측면부의 내측에 일체로 형성된 링기어에 기어 결합되어 회전이 이루어지는 회전 테이블; 상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하며 직렬로 적층된 제1 및 제2 베어링; 및 상기 회전 테이블을 상기 중공형 원통부의 상단부 외주에 회전 가능하게 지지하기 위한 제3베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 기어트레인은 상기 로터웜기어의 외주에 180도 간격으로 서로 대향하여 배치되는 제1 및 제2 동력전달축; 상기 제1 및 제2 동력전달축의 중간부분에 상기 로터웜기어와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠; 및 상기 제1 및 제2 동력전달축의 일측 및 타측에 각각 형성되는 제1 내지 제4 웜기어;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 동력전달축은 각각 상기 상부하우징의 제1 및 제2 요홈에 설치되어 양단부를 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 베어링; 상기 한쌍의 베어링을 내부에 수용하여 지지하는 한쌍의 베어링 하우징; 상기 한쌍의 베어링 하우징의 후단부에 연장 형성된 한쌍의 세트 스크류 조립부; 및 선단부가 상기 동력전달축의 단부를 지지하도록 상기 세트 스크류 조립부에 나사결합되는 한쌍의 세트 스크류;를 더 포함할 수 있다. 상기 세트 스크류는 상기 상부하우징에 형성된 세트 스크류 조정용 관통구멍을 통하여 외부로부터 상기 제1 및 제2 동력전달축을 일측으로 밀어서 고정시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축의 축방향 변위를 억제할 수 있다.
상기 로터의 상부로 연장된 원통형 연장부와 원통형 로터웜기어는 상기 하부하우징의 바닥면에 수직방향으로 설정되고, 상기 제1 및 제2 동력전달축은 각각 상기 원통형 로터웜기어의 축과 직교하는 수평방향으로 설치되며, 상기 제1 내지 제4 지지축은 각각 상기 제1 및 제2 동력전달축과 직교하는 수직방향으로 설치될 수 있다.
또한, 상기 회전 테이블은 카시트가 설치되며, 중앙부에 하부하우징의 중공형 원통부의 상단부가 위치하는 관통구멍이 구비된 상판; 상기 상판의 외부로부터 하방향으로 연장된 측면부; 및 상기 측면부의 내측에 일체로 형성된 링기어;를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛의 제1 내지 제4 피니온 기어는 상기 회전 테이블의 링기어에 4지점에서 기어 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 상기 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링을 압착하는 베어링 지지대;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동모터는 상기 원통부의 외주에 회전 가능하게 결합되며 하단부가 컵형태로 이루어진 로터지지체를 구비하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 하부하우징의 바닥에 배치되는 스테이터;를 포함하며, 상기 스위블 액추에이터는 상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하기 위한 하부 베어링; 및 상기 회전 테이블을 상기 중공형 원통부의 외주에 회전 가능하게 지지하기 위한 상부 베어링;을 더 포함할 수 있다.
상기 구동모터의 스테이터 코일과 홀센서 어셈블리에 구비된 복수개의 홀센서(Hall sensor)로부터 스위블 액추에이터의 외부에 설치되는 모터구동회로와 연결하기 위한 케이블은 상판의 중앙에 구비된 중앙 관통구멍과 하부하우징의 중공형 원통부를 통하여 연결될 수 있다.
상기 상부하우징은 상기 제1 및 제2 기어트레인과 제1 내지 제4 피니온 기어유닛을 수용하는 제1 및 제 2 요홈을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 구동모터의 로터와 로터웜기어가 시계방향으로 회전하면, 상기 제1 및 제2 동력전달축은 반시계방향으로 회전하고, 상기 회전 테이블은 시계방향으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 동력전달축의 양단부는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 베어링이 내장된 베어링 하우징에는 상기 제1 및 제2 동력전달축의 좌우 변위가 발생하는 것을 억제하도록 복수의 세트 스크류가 설치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 동력전달축에 간격을 두고 웜휠과 웜기어를 일체로 형성하여 결합기어수를 최소화시킨 기어트레인 변경 구조에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화할 수 있는 동력전달 구조를 제공한다. 그 결과, 본 발명은 복수의 스퍼 기어를 조합한 종래의 기어트레인과 비교하여 전체 사이즈가 감소하고 공간 확보가 가능하여 설계 자유도가 증가하고 원가 절감이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 BLDC 구동모터를 하우징 바닥에 설치하고 상부에 웜휠과 웜기어가 동력전달축에 간격을 두고 일체로 형성된 제1 및 제2 기어트레인을 하우징 내부에 대칭 구조로 배치함에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화함과 동시에 회전테이블의 진동 발생을 억제할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 BLDC 구동모터를 하우징 바닥에 설치하고 구동모터의 원통형 로터웜기어의 외주에 제1 및 제2 기어트레인의 웜휠을 대칭 구조로 배치하고 제1 및 제2 기어트레인의 양단부에 형성된 4개의 웜기어에 4개의 피니온 기어유닛을 결합하여 회전 테이블의 링기어에 4개 지점에서 결합시킴에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화함과 동시에 회전테이블의 진동 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 및 제2 기어트레인의 동력전달축 양단부에 각각 더블 웜(double worm) 구조를 채택함에 따라 4개의 웜기어에 4개의 피니온 기어유닛을 결합하여 감속된 회전력을 회전 테이블의 링기어에 4개 지점에서 전달시킴에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소로 하면서 브레이크 토크(brake torque)를 높여서 파괴 강도를 증대시킬 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 기어트레인을 하우징 내부에 대칭 구조로 배치하면 기어간 공차를 줄이는 것은 가능하나, 완전히 줄이는 것은 어렵다. 즉, 기와와 기어간 틈새를 최소로 하지만 기어간 공차가 발생되어 유격이 발생하므로 피니온 기어유닛과 기어 결합되는 피구동물(예를 들어, 회전 테이블)이 좌우로 흔들리는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제는 기어트레인을 형성하는 동력전달축의 양단부가 베어링 하우징에서 좌우(즉, 축방향) 변위가 발생하는 것에 기인할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 동력전달축의 양단부가 베어링 하우징에서 좌우 변위가 발생하는 것을 억제하도록 베어링 하우징의 후단부에 연장 형성된 세트 스크류 조립부에 나사 결합된 세트 스크류를 부가하고, 상기 하우징에 형성된 세트 스크류 조정용 관통구멍을 통하여 외부로부터 세트 스크류를 조임에 의해 상기 제1 및 제2 동력전달축을 일측으로 밀어서 고정시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축의 축방향 변위를 억제할 수 있다.
그 결과, 제1 및 제2 동력전달축의 좌우 변위를 억제함에 의해 기어트레인의 웜기어와 피니온 기어유닛의 웜휠 사이의 기어간 결합시에 발생하는 공차(갭)를 없애고, 그 결과 피니온 기어유닛의 피니온 기어와 피구동물(예를 들어, 회전 테이블)의 링기어 사이의 갭(gap)을 제거하여 백래쉬(Backlash)도 제로(zero)로 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 한쌍의 하부베어링을 직렬로 적층하여 로터를 회전 가능하게 지지함에 의해 로터의 회전시 수직도 및 치수 안정성을 도모할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 로터의 자석을 스테이터 코어보다 상측으로 비대칭 구조로 위치설정함에 의해 로터의 자석과 스테이터 코어 사이에 작용하는 흡인력에 의해 로터와 일체로 형성되는 베어링 내륜이 하측으로 이동하려는 힘을 이용하여 베어링 내륜과 외륜을 비틀리게하여 베어링 예압을 부여할 수 있다. 그 결과, 베어링 예압을 부여할 수 있어 베어링의 신뢰성을 증대할 수 있고 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 하부하우징으로부터 상부로 돌출된 중공형 원통부에 압입 결합되는 베어링 지지대를 이용하여 하부 및 상부 베어링을 고정시킴과 동시에 로터의 연장부에 형성된 로터웜기어의 이탈을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3a는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터의 사시도, 평면도 및 도 2의 A-A 선 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터의 축방향 단면의 1/2확대도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터의 회전 테이블 분리 사시도 및 회전 테이블이 제거된 도 4의 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 도 5의 B-B 선 내지 D-D 선 단면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터의 모듈별 분해사시도 및 완전 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터에서 회전 테이블의 상부가 제거된 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 회전 테이블과 함께 피동체 본체, 즉 차량용 카시트를 좌우로 회전시키기 위한 용도로 이용되며, 이하의 설명에서 BLDC 방식의 구동모터를 동력원으로 이용하여 피동체를 구동시키는 내부 중공형 스위블 액추에이터를 설명한다.
일반적인 모터는 BLDC 적용이 어려운 부분을 본 발명에서는 모터를 하우징 하부에 수직으로 세우고 직경방향의 크기를 키워서 모터 토크를 증대하였다. 구동모터는 하우징의 바닥면에 스테이터와 로터가 배치되어 있으며, 인너 로터 방식의 BLDC 모터를 이용하고 있다.
종래기술에 따른 액추에이터는 DC 모터로 이루어진 모터부, 기어부 및 회전부가 별도의 부품으로 구성되어 있어 액추에이터 제품을 이용하는 본체에 조립할 때, 조립 공차 및 부품 수급 등 많은 문제점이 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 구동모터, 기어트레인 및 회전체가 일체형으로 구성되어 있어 종래기술의 문제를 해결하면서 소형화 및 슬림화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터는 원반 형상으로 이루어지며, 내측 중공형으로서 중앙부에는 케이블이 인출되는 케이블 인출용 관통구멍이 형성되어 있고, 회전체(회전 테이블)의 상부에는 피동체와 연결하도록 복수개, 예를 들어, 4개의 결합구멍이 형성되어 있고, 결합구멍에는 고정볼트의 하단부가 통과하면서 회전 테이블의 내면에 고정 설치된 스터드 너트에 나사결합되어 고정된다.
더욱이, 본 발명에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터는 BLDC 구동모터를 하우징 바닥에 설치하고 상부에 웜휠과 웜기어가 동력전달축에 간격을 두고 일체로 형성된 제1 및 제2 기어트레인을 하우징 내부에 대칭 구조로 배치함에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화함과 동시에 진동 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 하우징의 바닥에 환형의 스테이터가 배치되고, 그 내부에 상측에 로터웜기어가 일체로 형성된 로터가 배치되어 있다. 상기 로터웜기어의 외주에는 제1 및 제2 기어트레인이 대칭 구조로 결합되며, 각각의 제1 및 제2 기어트레인을 형성하는 동력전달축의 웜휠이 로터웜기어의 외주에 기어결합되고, 동력전달축의 양단에 형성된 4개의 웜기어는 4개의 피니온 기어유닛 각각의 하단에 위치한 웜휠에 결합되고 4개 피니온 기어유닛의 상단에 위치한 4개의 피니온 기어는 회전 테이블의 측면부 내측에 형성된 링기어에 4개 지점에서 결합되어 회전 테이블을 회전 구동시킨다.
그 결과, 본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 구동모터의 회전출력을 감속시킴에 의해 토크를 증대시키고, 감속된 출력을 회전테이블에 전달할 때, 제1 및 제2 기어트레인을 구동모터의 로터웜기어에 대칭 구조로 결합시키고, 제1 및 제2 기어트레인의 양단부에 더블 웜(double worm) 구조를 형성하고 더블 웜에 4개의 피니온 기어유닛을 통하여 회전테이블의 링기어에 회전력을 전달함에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화함과 동시에 회전테이블의 진동 발생을 억제하며 브레이크 토크(brake torque)를 높여서 파괴 강도를 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 BLDC 방식의 구동모터, 구동모터의 회전 동력을 감속에 의해 토크를 증대시킨 후 회전 테이블에 전달하도록 한쌍의 기어트레인, 한쌍의 기어트레인의 양단부에 각각 결합되는 4개의 피니온 기어유닛 및 4개의 피니온 기어유닛의 회전 출력에 의해 4개 지점에서 결합되는 링기어와 함께 회전하는 회전 테이블을 포함하며, 회전 테이블에는 차량용 시트와 같은 피동체가 결합되어 회전 테이블과 함께 회전이 이루어진다.
이 경우, 구동모터, 기어트레인, 피니온 기어유닛 및 회전 테이블이 하우징에 일체형으로 조립될 수 있다.
도 1 내지 도 10d를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내부 중공형 스위블 액추에이터(200)는 중앙에 중공형 원통부(11a)가 상부로 돌출된 하부하우징(10); 상기 하부하우징의 상부에 적층 조립되고 중앙부에 상기 중공형 원통부(11a)가 상부로 돌출된 관통구멍(15c)이 형성된 상부하우징(15); 상기 하부하우징(10)의 바닥면에 배치되며, 로터(30)의 상부로 연장된 로터지지체(34)의 연장부 외주에 로터웜기어(35)가 일체로 형성된 구동모터(100); 각각 상기 상부하우징에 배치되고 상기 로터웜기어(35)의 외주에 결합되며, 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 중간부분에 상기 로터웜기어(35)와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠(72a,72b)이 형성되고 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 일측 및 타측에 각각 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)가 형성된 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b); 각각 하단에 상기 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)와 기어결합되는 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)이 형성되고 상단에 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)가 형성된 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d); 및 상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)가 측면부의 내측에 일체로 형성된 링기어(24)에 기어 결합되어 회전이 이루어지는 회전 테이블(20);을 포함한다.
상기 하부하우징(10)에는 구동모터(100)가 설치되고, 중앙에 로터(30)의 지지축 역할을 하는 중공형 원통부(11a)가 돌출되어 있다.
또한, 상기 하부하우징(10)의 상부에는 상부하우징(15)이 적층 조립되며, 복수의 고정 볼트나 나사(17)를 체결하여 고정시킨다. 상기 상부하우징(15)은 상기 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)과 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)를 내부에 수용하며, 그의 상부에 회전 테이블(20)이 회전 가능하게 설치된다.
상기 구동모터(100)는 회전 동력을 발생하며, 상기 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)은 상기 회전 동력을 받아서 속도를 감속시킴에 의해 토크 변환하여 토크가 증가된 감속된 회전 동력을 발생한다.
또한, 상기 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)은 각각 상기 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 상기 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)에 수직방향으로 설치되어 토크가 증가된 감속된 회전 동력을 수신한 후, 회전 테이블(20)과 일체로 형성된 링기어(24)에 전달하는 역할을 한다.
상기 구동모터(100)는 스테이터(40)의 내측에 로터(30)가 배치되는 인너 로터 타입으로 구성될 수 있으며, 상기 하부하우징(10)의 중공형 원통부(11a)의 외주에 회전 가능하게 결합되는 로터(30)와, 상기 로터(30)의 외측에 에어갭을 두고 배치되며 회전자기장을 발생하여 상기 로터(30)를 회전 구동하기 위해 상기 하부하우징(10)의 바닥면에 배치되는 스테이터(40)를 포함하며, 상기 로터(30)의 상부로 연장된 로터지지체(34)의 연장부에는 외주부에 로터웜기어(35)가 일체로 형성되어 있다.
상기 로터(30)는 내측에 위치한 백요크(32)의 외주에 배치된 자석(31)은 복수의 N극 및 S극의 분할 자석편으로 이루어지거나 또는 링형상의 자석에 N극 및 S극이 다극으로 분할 착자된 자석을 사용할 수 있으며, 백요크(32)는 자석(31)의 배면에 설치되어 자기회로를 형성한다.
상기 로터(30)는 로터지지체(34)를 구비하고 있으며, 로터지지체(34)는 지지축 역할을 하는 중공형 원통부(11a)의 외주에 로터(30)를 회전 가능하게 지지하도록 하단부가 컵형상으로 이루어져서 내측에 제1 및 제2 베어링(61,62)을 수용하며, 하단부 외측에 상기 백요크(32)와 자석(31)을 수용한다.
이 경우, 상기 로터지지체(34)는 하단부 내측에 구비된 내측 요홈(34a)이 제1 및 제2 베어링(61,62)을 수용하는 베어링 하우징으로서 역할을 하며, 로터지지체(34)의 외측에 형성된 외측 요홈(34b)은 백요크(32)와 자석(31)을 수용하는 지지체로서 역할을 한다.
또한, 로터지지체(34)는 제1 및 제2 베어링(61,62)와 백요크(32)와 자석(31)을 내외부에 지지하는 컵형상의 하단부와 상기 하단부로부터 상부하우징(15)의 관통구멍(15c)을 통하여 상부로 연장된 상단부를 포함하고 있으며, 상기 상단부의 원통형 외주부에는 로터웜기어(35)가 일체로 형성되어 있다. 이 경우, 상기 로터지지체(34)는 상단부에 로터웜기어(35)가 일체형으로 사출성형방식으로 제조될 수 있다.
상기 제1 및 제2 베어링(61,62)은 로터지지체(34)와 중공형 원통부(11a) 사이에 상하부에 직렬로 적층 배치되면서 로터(30)를 안정적으로 지지하고 있다.
복수의 베어링을 적층할 때, 인접한 베어링과 베어링 사이에 갭이 존재하여 베어링 간 간격을 유지하는 것이 일반적이다. 그러나, 본 발명에 따라 베어링과 베어링 사이에 갭을 두지 않고 직렬로 적층 배치된 제1 및 제2 베어링(61,62)은 넓은 면적으로 로터(30)를 지지함에 따라 로터(30)의 회전시 수직도 및 치수 안정성을 도모할 수 있다.
상기 제1 및 제2 베어링(61,62)은 내륜(61a,62a)과 외륜(61b,62b) 사이에 볼(61c,62c)이 삽입되어 있는 볼베어링으로 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 내륜(61a,62a)은 중공형 원통부(11a)의 외주에 형성된 단차부 걸림턱(11b)에 하단부가 지지되고, 상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 외륜(61b,62b)은 로터지지체(34)의 하단부 내측에 구비된 내측 요홈(34a)에 지지되어 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 내륜(61a,62a)의 상단은 베어링 지지대(64)를 중공형 원통부(11a)에 압입시킴에 의해 단차부 걸림턱(11b)에 지지되어 고정시킬 수 있다.
더욱이, 상기 베어링 지지대(64)의 상단에는 로터지지체(34)의 연장부에 형성된 로터웜기어(35)의 이탈을 방지하기 위한 로터웜기어 이탈방지돌기(64a)가 돌출되어 있다.
상기 로터웜기어(35)은 레이디얼(radial) 방향으로 (CW,CCW) 회전하지만 힘은 상,하로 받는다.
상기 로터웜기어(35)은 상,하로 받는 힘에 의해 로터(30)가 제1 및 제2 베어링(61,62)으로부터 이탈되어 제3베어링(63)과 터치가 이루어질 수 있다. 이러한 터치가 발생되는 것을 방지하기 위해 베어링 지지대(64)에 로터웜기어 이탈방지돌기(64a)를 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 일반적으로 베어링에 대한 신뢰성 증대와 소음을 감소시키기 위해 스프링(Spring) 또는 웨이브(Wave) 와셔(Wahser)를 사용하여 베어링의 내륜과 외륜을 비틀리게 하여 예압을 주는 설계를 실시하고 있다.
본 발명에서는 로터(30)의 자석(31)과 스테이터 코어(45)를 일대일로 대향하는 구조 대신에 로터(30)의 자석(31)을 스테이터 코어(45)보다 소정의 높이만큼 상측으로 비대칭 구조로 위치설정하고 있다.
이 경우, 로터(30)의 자석(31)과 스테이터 코어(45) 사이에 작용하는 흡인력에 의해 로터(30)와 일체로 형성되는 상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 외륜(61b,62b)이 하측으로 이동하려는 힘을 이용하여 상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 내륜(61a,62a)과 외륜(61b,62b)을 비틀리게 하여 화살표(F)와 같이 베어링 예압을 부여할 수 있다. 그 결과, 베어링에 예압을 부여할 수 있어 베어링의 신뢰성을 증대할 수 있고 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 베어링에 예압을 부여함에 따라 상기 제1 및 제2 베어링(61,62)의 외륜(61b,62b)이 하부하우징(10)의 바닥과 접촉하는 것을 회피하기 위해 외륜(61b,62b)의 하단부와 하부하우징(10)의 바닥 사이에 소정의 갭(G)이 형성되도록 설계하는 것이 바람직하다.
상기 스테이터(40)는 각각 "T" 형상으로 이루어지는 복수의 티스(41)와 상기 복수의 티스(41)와 상호 연결되어 자기회로를 형성하는 백요크(42)를 구비하는 스테이터 코어(45); 상기 복수의 티스 각각의 코일(43)이 권선될 외주면을 감싸도록 일체로 형성되는 절연성 재질의 상부 및 하부 인슐레이터(44a,44b); 및 상기 인슐레이터(44a,44b)의 외주면에 권선되는 코일(43);을 포함한다.
이 경우, 상기 인슐레이터(44a,44b)는 복수의 티스(41)와 함께 백요크(42)를 둘러싸는 보빈과 스테이터 지지체로서 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터(200)는 구동모터(100)가 예를 들어, 20폴(pole)-18슬롯(slot) 구조의 BLDC 모터로 구성될 수 있다. 또한, 상기 구동모터(100)는 스테이터(40)의 코일(43)이 복수의 티스(41)에 권선될 때, U,V,W 3상 구조로 코일(43)을 권선하고 U,V,W 3상 코일(43)의 타단은 스타-결선방식으로 결선될 수 있다. 더욱이, 상기 구동모터(100)는, 예를 들어, 모터구동회로에서 2개 또는 3개의 홀센서로부터 로터위치신호를 수신한 후, 인버터를 이용한 6-스탭 방식의 전파구동방식으로 구동될 수 있다.
상기 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)은 각각 상기 하부하우징(10)의 상부에 적층되어 조립되는 상부하우징(15)의 중앙에 위치한 관통구멍(15c)을 통하여 상부로 돌출된 중공형 원통부(11a)를 중심으로 서로 대향 구조로 형성된 제1 및 제2 요홈(15a,15b)에 배치되어 있다.
상기 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)은 상기 로터웜기어(35)의 외주에 180도 간격으로 서로 대향하여 배치되는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b), 상기 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 중간부분에 상기 로터웜기어(35)와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠(72a,72b), 및 상기 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 일측 및 타측에 각각 형성되는 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)를 포함하고 있다.
상기 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)은 각각 양단부가 1쌍의 베어링(74a,74b;75a,75b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 제1 및 제2 요홈(15a,15b)은 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)과 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)을 수용하는 요홈 형상으로 이루어져 있다.
이 경우, 본 발명에서는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)이 2쌍의 베어링(74a,74b;75a,75b)을 지지하는 베어링 하우징에서 좌우 변위가 발생하는 것을 억제하도록 베어링 하우징의 후단부에 각각 세트 스크류(76a-76d)를 부가하여 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 좌우 유동을 제한하였다.
상기 세트 스크류(76a-76f)는 몸통의 외주에 수나사산이 형성되고, 후단부에 드라이버의 선단부를 수용할 수 있는 "-" 또는 "+" 형태의 요홈이 형성되어 있으며, 선단부는 곡면 또는 평면 형태로 이루어질 수 있다.
상기 세트 스크류(76a-76d)는 베어링 하우징의 후단부로부터 내부로 관통하는 관통홀에 암나사산을 형성하고 세트 스크류(76a-76d)를 나사결합하여 4개 세트 스크류(76a-76d)의 선단부가 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부를 밀어서 압착시키는 형태로 결합된다.
상기 세트 스크류(76a-76d)는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 4개 베어링(74a,74b,75a,75b)의 4개 베어링 하우징에 모두 설치하는 것이 바람직하고, 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 일측 단부를 지지하도록 일측의 베어링 하우징에만 설치하여 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)을 한쪽 방향으로 밀어서 좌우 유동을 억제시키는 것도 가능하다.
상기 세트 스크류(76a-76d)는 선단부가 구형상으로 돌출되어 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 단부와 접촉을 최소화하거나 선단부가 면형태로 이루어지는 것도 사용 가능하다. 본 발명에서는 구동모터(100)의 rpm이 작고, 기어비가 크기 때문에 세트 스크류(76a-76d)의 선단부 형태는 크게 영향을 미치지 않는다.
상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)은 하단부가 상기 상부하우징(15)의 바닥을 관통하여 설치된 제1 내지 제4 지지축(83a-83d)에 설치되며, 각각 제1 내지 제4 지지축(83a-83d)의 하단에 상기 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)와 기어결합되는 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)이 형성되고 상단에 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)가 형성되어 있다.
상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)은 제1 내지 제4 지지축(83a-83d)에 합성수지를 이용하여 사출성형에 의해 일체로 형성된 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)와 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)이 회전 가능하게 지지될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상부하우징(15)의 바닥을 관통하여 지지축을 조립한 후, 지지축의 상부에 소결 형성한 웜휠과 피니온 기어를 순차적으로 조립하고 상단부에 형성된 환형 요홈에 스냅링 또는 스토퍼 링과 같은 스토퍼(stopper)를 결합하여 웜휠과 피니온 기어의 이탈을 방지할 수 있다. 이 경우, 링기어(25)와 연결되는 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)의 다각형 내주부에 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)의 다각형 외주부가 결합됨에 따라 비틀림 력을 최대로 구현할 수 있어 구동모터(100)의 회전력을 효과적으로 회전 테이블(20)에 전달할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 지지축(83a-83d)은 각각 하단부에 스토퍼용 플랜지(84)가 형성된 2단 구조를 가지고 있으며, 상부하우징(15)의 바닥을 관통하여 설치된다.
이 경우, 관통구멍에는 스토퍼용 플랜지(84)의 걸림홈이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)을 형성하는 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)와 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)이 회전 구동될 때 주된 힘은 레이디얼(radial) 방향으로 받지만 액시얼(axial) 방향으로 힘을 받을 경우 제1 내지 제4 지지축(83a-83d)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.
상기 회전 테이블(20)은 원형의 상판(21)과 상판(21)의 외주로부터 하방향으로 연장된 측면부(23)를 포함한다. 상기 상판(21)에는 회전 테이블(20)에 설치되는 피동체인 본체(예를 들어, 전동시트)와 결합을 위한 복수의 결합구멍이 관통되어 형성될 수 있다.
상기 상판(21)의 중앙에는 구동모터(100)의 스테이터 코일(43)과 홀센서 어셈블리(50)에 구비된 복수개의 홀센서(Hall sensor)로부터 스위블 액추에이터(200)의 외부에 설치되는 모터구동회로와 연결하기 위한 케이블이 통과하는 중앙 관통구멍(25)이 형성되어 있다.
이에 따라 상기 케이블은 상판의 중앙에 구비된 중앙 관통구멍(25)과 하부하우징(10)의 중공형 원통부(11a)를 통하여 하부로 도입된 후, 하부하우징(10)의 바닥에 형성된 관통구멍(19a)을 통하여 스테이터 코일(43)과 홀센서 어셈블리(50)에 연결된다. 관통구멍(19a)은 관통구멍 커버(19)가 조립되어 마감이 이루어진다.
이 경우, 모터구동회로는 하우징의 하부에 형성된 공간에 내장되는 것도 가능하다.
또한, 중앙 관통구멍(25)에는 하부하우징(10)의 중공형 원통부(11a)의 상단부가 위치해 있고, 상기 상판(21)의 내주면 중앙에는 회전 테이블(20)을 중공형 원통부(11a)의 외주에 회전 가능하게 지지하도록 볼베어링 구조의 제3베어링(63)이 설치될 수 있다.
이 경우, 제3베어링(63)의 외륜(63b)은 회전 테이블(20)의 하부에 돌출된 베어링 하우징(26)에 지지되고, 제3베어링(63)의 내륜(63a)은 하단부가 상기 베어링 지지대(64)의 상단에 위치하면서 하부하우징(10)의 중공형 원통부(11a)에 지지되어 있다.
또한, 중공형 타입의 스위블 액추에이터(200)는 중공형 원통부(11a)의 상단부에 스토퍼 삽입요홈(11c)이 형성되어 있으며, 상기 스토퍼 삽입요홈(11c)에는 회전 테이블(20)의 이탈을 방지하도록 스토퍼링(13)이 결합되어 있다.
상기 회전 테이블(20)의 측면부(23)에는 내측에 링기어(24)가 일체로 형성되어 있으며, 링기어(24)에는 상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)가 기어 결합되어 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b) 각각에 중간부분에 제1 및 제2 웜휠(72a,72b)을 배치하고 간격을 두고 양단부에 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)를 일체로 형성하여 결합기어수를 최소화시킨 기어트레인 변경 구조에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화할 수 있는 동력전달 구조를 제공한다.
그 결과, 본 발명은 복수의 스퍼 기어를 조합한 종래의 기어트레인과 비교하여 전체 사이즈가 감소하고 공간 확보가 가능하여 설계 자유도가 증가하고 원가 절감이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 BLDC 구동모터(100)를 하부하우징(10)의 바닥에 설치하고, 하부하우징(10)의 상부에 조립되는 상부하우징(15)에 제1 및 제2 웜휠(72a,72b)과 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)가 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)에 간격을 두고 일체로 형성된 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)을 상부하우징(15) 내부에 180도 간격으로 대향하여 배치함에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소화함과 동시에 진동 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 2개의 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)을 구동모터(100)의 로터웜기어(35)에 180도 간격으로 균등하게 배치하여 결합시키면서 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부에 더블 웜 구조를 갖도록 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)를 일체로 형성하고, 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 4개의 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)과 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)를 이용하여 링기어(24)에 4개 지점에서 기어결합이 이루어지고 있다.
그 결과 본 발명에서는 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 양단부에 각각 더블 웜(double worm) 구조를 채택함에 따라 4개의 웜기어(73a-73d)에 4개의 피니온 기어유닛(80a-80d)을 결합하여 회전 테이블(20)을 구동시킴에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소로 하면서 브레이크 토크(brake torque)를 높여서 파괴 강도를 증대시킬 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)을 상부하우징(15) 내부에 배치하면 기어간 공차를 줄이는 것은 가능하나, 완전히 줄이는 것은 어렵다. 즉, 기어와 기어간 틈새를 최소로 하지만 기어간 공차가 발생되어 유격이 발생하므로 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)와 기어 결합되는 회전 테이블(20)과 피구동물이 좌우로 흔들리는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제는 기어트레인을 형성하는 동력전달축의 양단부가 베어링 하우징에서 좌우 변위가 발생하는 것에 기인할 수 있다. 본 발명에서는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부가 각각 4개 베어링(74a,74b,75a,75b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
4개 베어링(74a,74b,75a,75b)은 상부하우징(15)의 바닥에 형성된 제1 및 제2 요홈(16a,16b)에 고정 설치된 4개의 베어링 하우징에 내장되어 있다. 본 발명에서는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부가 베어링 하우징에서 좌우 변위가 발생하는 것을 억제하도록 4개 베어링 하우징의 후단부에 4개의 세트 스크류(76a-76d)를 부가하였다.
그 결과, 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 좌우 변위를 억제함에 의해 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)와 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d) 사이의 기어간 결합시에 발생하는 공차(갭)를 없애고, 또한 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)와 회전 테이블(20)의 링기어(24) 사이의 갭(gap)을 제거하여 백래쉬(Backlash)도 제로(zero)로 할 수 있다.
상기와 같은 세트 스크류(76a-76d)와 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b) 사이의 압착은 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)을 상부하우징(15) 내부에 조립한 후, 세트 스크류(76a-76d)를 한쪽 방향으로 전진시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)을 밀어서 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 좌우 유동을 억제시킬 수 있다.
이하에 도 1 내지 도 10d를 참고하여 본 발명에 따른 내부 중공형 스위블(Swivel) 액추에이터(200)의 동작을 설명한다.
본 발명의 내부 중공형 스위블 액추에이터(200)는 먼저, 하부하우징(10)의 바닥에 설치된 BLDC 구동모터(100)를 동작시키면, 로터(30)가 회전하면서 로터(30)의 로터지지체(34)의 상측에 일체로 형성된 로터웜기어(35)도 동일한 방향으로 회전한다.
상기 로터웜기어(35)가 회전하면, 상기 로터웜기어(35)의 외주에 180도 간격으로 배치되어 기어 결합되어 있는 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 제1 및 제2 웜휠(72a,72b)이 회전하면서 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)도 회전한다.
그 결과, 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양측에 형성된 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)는 기어결합되어 있는 상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d)을 회전시킨다.
이에 따라 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 상단에 위치된 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)도 회전 구동이 이루어지며, 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)는 상기 회전 테이블(20)에 구비된 링기어(24)와 90도 간격으로 기어결합되어 동일한 방향으로 회전시킨다.
본 발명에서는 BLDC 구동모터(100)가 800 rpm으로 회전될 때, 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)을 통하여 400:1로 감속되어 회전 테이블(20)은 2 rpm의 저속으로 회전속도가 낮추어져서 큰 토크 증대가 이루어지게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)을 상부하우징(15) 내부에 대칭 구조로 배치하면서 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 양단부에 각각 더블 웜(double worm) 구조를 채택함에 따라 4개의 웜기어(73a-73d)에 4개의 피니온 기어유닛(80a-80d)을 결합하여 회전 테이블(20)을 구동시킴에 의해 백래쉬(Backlash)를 최소로 하면서 브레이크 토크(brake torque)를 높여서 파괴 강도를 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 양단부가 베어링 하우징에서 좌우 변위가 발생하는 것을 억제하도록 베어링 하우징(78a-78d)의 후단부에 연장 형성된 세트 스크류 조립부에 세트 스크류(76a-76d)를 부가하였다.
본 발명에서는 스위블 액추에이터(200)의 모든 구성품을 상부하우징(15) 내부에 조립한 후, 상부하우징(15)의 벽에 형성된 세트 스크류 조정용 관통구멍(도시되지 않음)을 통하여 외부에서 세트 스크류 조립부에 설치된 4개의 세트 스크류(76a-76d) 중 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)마다 1개씩, 2개의 세트 스크류(76a-76d)를 한쪽 방향으로 전진시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)을 일측으로 밀어서 고정시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 좌우 유동을 억제시킬 수 있다.
그 결과, 세트 스크류(76a-76d)의 조임에 의해 제1 및 제2 동력전달축(71a,71b)의 좌우 변위를 억제함에 의해 제1 및 제2 기어트레인(70a,70b)의 제1 내지 제4 웜기어(73a-73d)와 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제3 내지 제6 웜휠(81a-81d) 사이의 기어간 결합시에 발생하는 공차(갭)를 없애고, 또한 제1 내지 제4 피니온 기어유닛(80a-80d)의 제1 내지 제4 피니온 기어(82a-82d)와 회전 테이블(20)의 링기어(24) 사이의 갭(gap)을 제거하여 백래쉬(Backlash)도 제로(zero)로 할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 스위블 액추에이터는 회전 테이블에 설치된 카시트와 같은 피동체를 좌우로 회전시키도록 회전 테이블과 함께 회전시키기 위한 용도로 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 중앙에 바닥으로부터 중공형 원통부가 돌출된 하우징;
    하단부가 컵형태로 이루어진 로터지지체를 구비하며, 상기 중공형 원통부의 외주에 회전 가능하게 결합되는 로터;
    상기 로터의 외측에 에어갭을 두고 배치되며 회전자기장을 발생하여 상기 로터를 회전 구동하기 위해 상기 하우징의 바닥에 배치되는 스테이터;
    상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하며 직렬로 적층된 제1 및 제2 베어링; 및
    상기 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링을 압착하는 베어링 지지대;를 포함하는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터지지체는
    상기 제1 및 제2 베어링을 수용하는 베어링 하우징으로서 역할을 하도록 하단부 내측에 구비된 내측 요홈; 및
    상기 로터의 백요크와 자석을 수용하는 지지체로서 역할을 하도록 하단부 외측에 형성된 외측 요홈;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 베어링은 각각 상기 중공형 원통부에 내륜이 지지되고 상기 내측 요홈에 외륜이 지지되는 볼베어링으로 구성되는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 지지대는 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링의 내륜을 압착하는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로터의 자석을 스테이터 코어보다 소정의 높이만큼 상측으로 비대칭 구조로 위치설정하여 상기 제1 및 제2 베어링에 예압을 부여하는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로터가 제1 및 제2 베어링으로부터 이탈되어 제3베어링과 접촉이 이루어지는 것을 차단하기 위해 상기 베어링 지지대의 상단에 돌출된 로터웜기어 이탈방지돌기를 더 포함하는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로터의 상부로 연장된 로터지지체의 상부에 일체로 형성된 로터웜기어를 더 포함하는 스위블 액추에이터용 구동모터.
  7. 중앙에 로터의 지지축 역할을 하는 중공형 원통부가 상부로 돌출된 하부하우징;
    상기 하부하우징의 상부에 적층 조립되고 중앙부에 상기 중공형 원통부가 상부로 돌출된 관통구멍이 형성된 상부하우징;
    상기 하부하우징의 바닥면에 배치되며, 상기 관통구멍의 상부로 연장된 로터지지체의 원통형 연장부의 외주에 로터웜기어가 일체로 형성된 구동모터;
    각각 상기 상부하우징으로 돌출된 상기 로터웜기어의 외주에 180도 간격으로 배치되어 결합되며, 제1 및 제2 동력전달축의 중간에 상기 로터웜기어와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠이 형성되고 제1 및 제2 동력전달축의 양측에 제1 내지 제4 웜기어가 형성된 제1 및 제2 기어트레인;
    각각 제1 내지 제4 지지축의 하단에 상기 제1 내지 제4 웜기어와 기어결합되는 제3 내지 제6 웜휠이 형성되고 상기 제1 내지 제4 지지축의 상단에 제1 내지 제4 피니온 기어가 형성된 제1 내지 제4 피니온 기어유닛;
    상기 제1 내지 제4 피니온 기어가 측면부의 내측에 일체로 형성된 링기어에 기어 결합되어 회전이 이루어지는 회전 테이블;
    상기 로터지지체의 컵형태의 하단부와 중공형 원통부의 하단 사이에 배치되어 상기 로터를 회전 가능하게 지지하며 직렬로 적층된 제1 및 제2 베어링; 및
    상기 회전 테이블을 상기 중공형 원통부의 상단부 외주에 회전 가능하게 지지하기 위한 제3베어링;을 포함하는 스위블 액추에이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기어트레인은
    상기 로터웜기어의 외주에 180도 간격으로 서로 대향하여 배치되는 제1 및 제2 동력전달축;
    상기 제1 및 제2 동력전달축의 중간부분에 상기 로터웜기어와 기어 결합되는 제1 및 제2 웜휠; 및
    상기 제1 및 제2 동력전달축의 일측 및 타측에 각각 형성되는 제1 내지 제4 웜기어;를 포함하는 스위블 액추에이터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 동력전달축은 각각
    상기 상부하우징의 제1 및 제2 요홈에 설치되어 양단부를 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 베어링;
    상기 한쌍의 베어링을 내부에 수용하여 지지하는 한쌍의 베어링 하우징; 상기 한쌍의 베어링 하우징의 후단부에 연장 형성된 한쌍의 세트 스크류 조립부; 및
    선단부가 상기 동력전달축의 단부를 지지하도록 상기 세트 스크류 조립부에 나사결합되는 한쌍의 세트 스크류;를 더 포함하며,
    상기 세트 스크류는 상기 상부하우징에 형성된 세트 스크류 조정용 관통구멍을 통하여 외부로부터 상기 제1 및 제2 동력전달축을 일측으로 밀어서 고정시킴에 의해 제1 및 제2 동력전달축의 축방향 변위를 억제하는 스위블 액추에이터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 구동모터의 로터는 중공형 원통부의 외주부에 회전 가능하게 설치되며,
    상기 로터웜기어는 수직방향으로 배치되고, 상기 제1 및 제2 동력전달축은 수평방향으로 배치되며, 상기 제1 내지 제4 지지축은 수직방향으로 배치되는 스위블 액추에이터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 회전 테이블은
    카시트가 설치되며, 중앙부에 하부하우징의 중공형 원통부의 상단부가 위치하는 관통구멍이 구비된 상판;
    상기 상판의 외부로부터 하방향으로 연장된 측면부; 및
    상기 측면부의 내측에 일체로 형성된 링기어;를 포함하며,
    상기 제1 내지 제4 피니온 기어유닛의 제1 내지 제4 피니온 기어는 상기 회전 테이블의 링기어에 4지점에서 기어 결합되는 스위블 액추에이터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 중공형 원통부의 외주에 압착 결합되어 상기 제2베어링을 압착하는 베어링 지지대;를 더 포함하는 스위블 액추에이터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166568A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp 回転駆動モータ及び光ディスク装置
KR101323777B1 (ko) * 2012-05-31 2013-10-29 김용환 중공의 축을 구비하는 전기자동차용 모터
KR101920041B1 (ko) * 2017-06-20 2018-11-20 계양전기 주식회사 기어조립체 일체형 엑츄에이터장치
KR20220092407A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 주식회사 아모텍 Bldc 모터를 구비한 구동모터 및 이를 이용한 스위블 액추에이터
US20220271607A1 (en) * 2021-02-24 2022-08-25 Lg Electronics Inc. Electric motor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4239865A1 (en) 2020-10-28 2023-09-06 Amotech Co., Ltd. Driving motor having bldc motor and swivel actuator using same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166568A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp 回転駆動モータ及び光ディスク装置
KR101323777B1 (ko) * 2012-05-31 2013-10-29 김용환 중공의 축을 구비하는 전기자동차용 모터
KR101920041B1 (ko) * 2017-06-20 2018-11-20 계양전기 주식회사 기어조립체 일체형 엑츄에이터장치
KR20220092407A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 주식회사 아모텍 Bldc 모터를 구비한 구동모터 및 이를 이용한 스위블 액추에이터
US20220271607A1 (en) * 2021-02-24 2022-08-25 Lg Electronics Inc. Electric motor

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