KR101124603B1 - 캠 액튜에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편심 캠의 지지를 위한 피봇 안에 하우징된 주전원 감속기를 채용한, 캠 액튜에이터, 여기에는 전기 모터를 위한 하우징 구획부가 제공되고, 전기 모터의 피니언은 주전원 감속기의 축 및 상기 지지를 위한 피봇의 축과 완전하게 동일 축(coaxial)으로 되어있다.

Description

캠 액튜에이터{Cam actuator}

본 발명은 편심 캠을 작동시키기 위한 전기 모터 감속기에 관한 것이다. 문헌 TP 04-331846 은 주전원(epi-cyclic)의 기어에 연결된 전기 모터를 구비하는 감속기를 개시한다. 그러나 그러한 감속기는 편심 캠을 작동시키지 않는다.

본 발명의 목적은 조립이 용이하고 신속한, 높은 감속 비율을 가지는 소형 전기 모터 감속기를 구비한 캠 액튜에이터를 설계하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 일방향으로 작동될 수 있도록 캠들을 작동시키거나, 또는 2 개의 위치들, 즉, 하나의 공전 위치와 하나의 작동 위치 사이에서 피봇되는 캠을 작동시키는데 이용되기 위하여, 양쪽 회전 방향으로 작동될 수 있고 높은 신뢰성을 가지는, 상기의 특징을 가지는 모터 감속기를 설계하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 극히 정밀한 결합과, 전기 모터, 모터 감속기 및 편심 캠 지지를 위한 피봇 사이의 완전한 센터링(centering)에 기인하여 낮은 작동 출력과 높은 기계적 효율이 가능한, 상기 언급된 특성을 가진 전기 모터 감속기를 설계하는 것이다.

상기의 모든 목적들은 청구항 제 1 항에 기재된 발명에 따른 캠 액튜에이터에 의해 함께 달성된다.

발명을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 본 발명에 따른 모터 감속기에 대한 설명은 하나의 비제한적인 예로서만 주어지는 첨부된 도면을 참조하여 이루어질 것이며, 여기에서 상기 언급된 편심 캠은 회전 운동을 왕복 운동으로 변환시키기 위한 크랭크 메카니즘과 연결되어 이용되는 것으로 상정된다.

도 1 은 본 발명에 따른 전기 모터 감속기와 개별의 편심 캠을 도시하는 분해 사시도이다.

도 2 는 편심 캠 지지를 위한 피봇 안에 조립된 축방향 평면을 따라서 취한 모터 감속기의 단면도이다.

상기의 도면들을 참조하여 요약하면, 모터 감속기는 전기 모터(1) 및 주전원 감속기(epicyclic reducer, R)를 구비하며, 주전원 감속기는 편심 캠(3)의 지지를 위한 피봇(2)의 역할을 하는 실린더형 케이싱 안에 하우징된다.

모터(1)의 피니언(4)은 주전원 감속기(R)의 3 개의 혹성 기어(5)와 맞물리고, 혹성 기어 모두는 피봇(2)의 안쪽에 고정된 내측 치를 가진 공통의 링 기어(6)과 맞물림으로써, 혹성 기어 유지부(7)는 혹성 기어 유지부(7)에 의해 지지되는 혹성 기어(5)들의 방향에 대하여 반대 방향으로 회전되도록 힘을 받는다.

혹성 기어 유지부(7)의 중앙 피니언(7a)은 한쌍의 반대편 공전 기어(8)들과 맞물리는데, 이들은 지지를 위한 피봇(2)의 외측에 정확하게 고정된 칼러(collar)의 구조를 가지는 편심 캠(3)을 회전 가능하게 구동시킨다.

상기 칼러의 내측 테두리 위에 내부 치(internal tooth)를 가진 링 기어(3a)가 제공되는데, 이것은 상기 한쌍의 공전 기어(idle gear, 8)에 의해서 회전 가능하게 구동되고, 공전 기어의 치는 중공형인 피봇(2)의 실린더형 벽에 있는 한쌍의 반대편에 있는 슬롯의 제공 덕분에 기어 링(3a)의 치와 맞물릴 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 피봇(2)은 내부에 2 개의 하우징 구획부(A 및 B)를 유지하며, 이들 구획부는 서로 중첩되고 횡단 격벽(2a)에 의해서 분리되며, 횡단 격벽에는 구멍이 제공되어서 모터(1)의 샤프트(1a)가 통과되고, 주전원 감속기(R)가 상부 구획부(B) 안에 하우징되는 반면에 모터는 하부 구획부(A)에 하우징된다.

본 발명에 따른 모터 감속기의 조립 편리성과 높은 정밀도는 피봇(2)이 모터 샤프트(1), 주전원 감속기(R)의 고정 링 기어(6) 및 폐쇄용 덮개 플레이트(10)의 중심을 맞추는 기준으로서의 역할을 한다는 점에 의해서 달성되며, 폐쇄용 덮개 플레이트(10) 위에서 피니언(7a)의 지지용 핀(11)과 공전 휘일(8)들의 대향하는 쌍을 지지하는 핀(12)들의 대향하는 쌍이 제공된다.

이와 관련하여, 피봇(2)에 있는 모든 원형 시이트들은 같은 선삭 과정(turning process) 동안에 기계 가공된다는 점이 주목되어야 하는데, 상기 모든 원형 시이트(seat)의 완전한 동심성(concentricity)은 전체적인 메카니즘의 효과적인 작동에 달려 있다.

보다 정확하게는, 다음의 단계들이 피봇(2)의 내측에 제공된다:

- 모터 샤프트(1a)의 센터링 시이트(100)

- 고정 링 기어(6)의 센터링 시이트(101)

- 폐쇄용 덮개 플레이트(10)의 센터링 시이트(102)가 제공된다.

편심 캠(3)의 실린더형 센터링 표면(103)은 피봇(2)의 내측에 만들어진다.

상기 원형 표면들이 피봇(2)과 같은 선삭 과정 동안에 기계 가공된다는 사실은 완전한 상호간의 동심성을 보장하고, 결과적으로 모든 기어들 사이에서 완전한 결합을 보장하며, 따라서 주전원 감속기(R)와 분리시켜서 모터(1)를 조립할 수 있게 한다.

사실상, 모터(1)는 하부 구획부(A) 안에 삽입되고 중심이 맞춰지는데, 하부 구획부는 뚜껑(13)에 의해서 폐쇄되며, 이에 반해 주전원 감속기(R)는 상부 구획부(B) 안에 고정되고, 상부 구획부에서 상기의 덮개 플레이트(10)에 의해 폐쇄된다.

모터(1)와 주전원 감속기(R) 사이의 완전한 축의 공유(coaxiality)는 모터 샤프트(1a)에 키이 결합된 피니언(4)과 3 개의 혹성 기어(5) 사이의 완전한 맞물림을 보장한다; 마찬가지로, 덮개 플레이트(10)와 주전원 감속기(R) 사이의 완전한 축의 공유는 대향하는 공전 기어(8)들의 쌍과 피니언(7a) 사이에서 완전한 맞물림을 보장하며, 마지막으로, 피봇(2)의 외부 표면(103)과 덮개 플레이트(10) 사이의 완전한 축의 공유는 대향하는 공전 기어(8)들의 쌍과 내부 치 링 기어(3a) 사이의 완전한 맞물림을 보장한다.

이전에 언급된 바와 같이, 첨부된 도면에서, 상기의 편심 캠(3)은 회전 운동을 왕복 직선 운동으로 변환시키기 위한 크랭크 메카니즘과 관련하여 이용되고, 상기 편심 캠(3)은 2 개의 한계 정지 위치들, 즉, 모터(1)의 구동 효과에 의해 도달되는 제 1 의 공전 위치 및, 스프링(500)에 의해 편심 캠(3)에 가해지는 복원력의 효과에 의해 도달되는 작동 위치 사이에서 진동한다.

모터(1)의 회전 방향을 역전시키는 대신에 복원 스프링(500)이 채용되는 해결 방법은, 전기 모터(1)가 고장나는 경우에도 작동 위치에 항상 도달되는 것을 보장한다.

이러한 특정한 유형의 적용예에서, 편심 캠(3)은 연결 로드(201)의 구멍(200) 안으로 삽입되는데, 연결 로드는 그것의 다른 단부에서 풀리(300)를 지지하는 것으로서, 전진된 작동 위치와 수축된 공전 위치에 도달하도록 풀리(pulley)에 왕복 운동이 부여되어야 한다.

이러한 구현예에서, 피봇(2)은 카운터-부트(counter-boot, 400)와 협동하도록 적합화된 원형 부트(2b)를 포함하여 연결 로드(201)의 구멍(200)을 감싸고 포괄하도록 제공된다.

특히, 상기 카운터 부트(400)는 상기 편심 캠(3)의 테두리(3b)를 둘러싸는데, 편심 캠의 외측에는 확대된 가장자리(3c)가 제공되어, 스트랩(600)의 후크 단부(hooked end, 600a)가 고정되는 치(3d)를 형성하고, 스트랩의 다른 단부에는 핸들(600b)이 제공된다.

실제에 있어서, 스트랩(600)은 상기 카운터 부트(400) 안에 하우징되고, 상기 핸들(600b)은 카운터 부트(400)의 슬롯(400a) 외측으로 연장된다. 스트랩(600)은 장치의 조립, 분해 및 유지 관리를 수행하는 동안에 유용할 수 있는데, 모터 구동부(1)를 이용하지 않으면서 풀리(300)를 공전 위치에 정지시키는 것이 편리할 때 마다 상기 크랭크 메카니즘이 작용한다.

그러한 환경에서, 복원 스프링(500)에 의해 이루어지는 저항에 대하여 편심 캠(3)을 구동시키려면 핸들(600b)을 쥐고 스트립(600)을 당기는 것으로 충분할 것이다.

스트랩(600)을 최대의 추출 위치에 일시적으로 정지시키려면, 벨트 자체에 만들어진 특수한 구멍(600c)과 카운터-부트(400)에 만들어진 특수한 구멍(400b) 안에 잠금 핀(601)을 단순히 삽입시킨다.

이와는 다르게, 잠금 핀(601)이 카운터 부트(400)에 단단하게 연결될 수 있으며, 따라서 특수한 구멍(400b)을 더 이상 형성하지 않는다.

본 발명은 전기 모터 감속기를 필요로 하는 다양한 장치에서 이용될 수 있다.

Claims (12)

1. 모터(1), 상기 모터(1)에 의해 구동되는 주전원 감속기(epicyclic reducer, R), 중공형 구조를 가지고 상기 모터(1) 및 상기 주전원 감속기(R)를 하우징하는 피봇(2), 상기 피봇(2)에 삽입되고 피봇(2)을 중심으로 자유롭게 회전 가능한 칼러(collar)로 이루어지며 상기 주전원 감속기(R)에 의해 구동되는 편심 캠(3)을 구비하는, 캠 액튜에이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주전원 감속기(R)는, 고정된 내부 치(internal tooth) 링 기어(6), 피니언(7a)을 가지고 상기 내부 치 링 기어(6)와 맞물린 복수개의 혹성 기어를 유지하는 혹성 기어 유지부(7) 및, 상기 피니언(7a)과 중심에서 맞물리고 상기 편심 캠(3)에 고정된 내부 치 링 기어(3a)와 주위에서 맞물리는 적어도 하나의 공전 기어(8)를 구비하고; 상기 피봇(2)은, 모터(1)의 샤프트(1a), 주전원 감속기(R)의 고정된 내부 치 링 기어(6) 및, 덮개 플레이트(10)를 센터링(centering)하는 기준으로서의 역할을 하고, 덮개 플레이트는 주전원 감속기(R)를 하우징하는 구획부(B)를 덮고, 혹성 기어 유지부(7)의 피니언(7a) 및 상기 적어도 하나의 공전 기어(8)를 위한 지지용 핀(11,12)들을 유지하는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 주전원 감속기(R)는 2 개의 대향하는 공전 기어(8)를 구비하고, 상기 덮개 플레이트(10)는 상기 공전 기어(8)를 위한 지지용 핀(12)을 유지하는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 피봇(2)은, 다음의 선삭되고(turned) 동심원상에 있는 시이트(seat)들인,

   - 상기 모터(1)의 상기 샤프트(1a)를 위한 센터링 시이트(100),

   - 상기 주전원 감속기(R)의 상기 고정된 내부 치 링 기어(6)를 위한 센터링 시이트(101),

   - 상기 주전원 감속기(R)의 상기 덮개 플레이트(10)를 위한 센터링 시이트(102)가 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캠 액튜에이터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 피봇(2)은 외부의 선삭된 센터링 표면(103)에 의해 형성되고, 상기 센터링 표면(103)은 상기 편심 캠(3)과 협동하고 상기 센터링 시이트(100,101,102)와 동심상(concentric)에 있는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 피봇(2)은 횡단 격벽(2a)에 의해 분리된 하부 하우징 구획부와 상부 하우징 구획부(A,B)를 내부에 형성하고, 상기 횡단 격벽(2a)에는 상기 모터(1)의 상기 샤프트(1a)의 통과를 위한 구멍이 제공되고, 상기 모터는 덮개(13)에 의해 폐쇄되는 상기 하부 하우징 구획부(A) 안에 하우징되고, 상기 상부 하우징 구획부(B)는 상기 주전원 감속기(R)를 하우징하며 상기 덮개 플레이트(10)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
7. 제 6 항에 있어서,

   원형 운동을 왕복 운동으로 변환시키도록 상기 편심 캠(3)과 협동하는 크랭크 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 편심 캠(3)은 하나의 공전 위치와 하나의 작동 위치 사이에서 피봇되고, 상기 모터(1)에 의해 양 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 편심 캠(3)과 함께 작용하는 스프링(500)을 구비하고, 상기 편심 캠(3)은 하나의 공전 위치(idle position)와 하나의 작동 위치 사이에서 피봇되고, 상기 공전 위치는 모터(1)의 구동 효과에 의해 도달되고, 상기 작동 위치는 상기 스프링(500)에 의해 편심 캠(3)에 가해지는 복원력의 효과에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 피봇(2)을 지지하는 원형의 부트(boot,2b) 및, 슬롯(400a)을 가지고 상기 원형 부트(2b)에 연결된 카운터 부트(counter-boot, 400)를 구비하고, 상기 편심 캠(3)은, 상기 카운터 부트(400)에 의해 둘러싸이고 치(3d)를 유지하는 확대된 가장자리(3c)를 가지는, 테두리(3b)를 형성하며, 상기 카운터 부트(400)의 내측에 하우징된 스트랩(600)을 구비하고 상기 스트랩은 상기 치(3d)에 맞닿는 후크 단부(600a) 및 핸들(600b)이 제공된 다른 단부를 가지고, 핸들은 상기 슬롯(400a)의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 스트랩(600)은, 카운터 부트(400)에 만들어진 다른 구멍(400b)에 삽입되어야 하는 잠금 핀(601)을 삽입하기 위한 구멍(600c)을 유지하는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 스트랩(600)은, 상기 카운터 부트(400)에 단단하게 연결되는 잠금 핀(601)을 삽입하기 위한 구멍(600c)을 유지하는 것을 특징으로 하는, 캠 액튜에이터.

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