WO2013137642A1

WO2013137642A1 - 변속가능한 구동장치

Info

Publication number: WO2013137642A1
Application number: PCT/KR2013/002013
Authority: WO
Inventors: 이춘우
Original assignee: Lee Chun-Woo
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-09-19

Abstract

본 발명은, 구동대상물에 회전축이 결합되어 회전축에 정방향 및 정역방향 중 하나로의 회전력을 인가하는 제1모터와 상기 제1모터의 고정자에 회전축이 결합되어 상기 제1모터의 고정자를 정방향 및 정역방향 중 다른 하나로 회전시키는 제2모터를 구비하고, 상기 제2모터의 회전축에 상기 제1모터의 고정자를 고정시켜 이들 회전축들의 중심축선이 동축선 상에 있도록 상기 제1 및 제2모터들을 직렬로 결합시키고, 제1 및 제2모터의 회전축 각각을 해당 모터의 정지시에 고정시키는 스톱퍼를 해당 모터 각각에 구비시킴으로써 상기 변속기와 감속기를 배제한 상태에서 구동대상물의 속도와 토크를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 모터의 회전축을 정지시킬 때에도 모터의 회전축에 관성력이 작용되지 않게 하여, 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 구동대상물을 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

Description

변속가능한 구동장치

본 발명은 변속가능한 구동장치에 관한 것이다.

모터는 회전력을 발생시키는 장치로서, 소위 전동기라 불러 진다.

모터는 케이스에 내접 고정된 고정자, 상기 고정자에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 고정 결합된 회전축을 포함하고 있다.

모터는 고정된 자계속에 전류방향을 정역으로 변경하여서 플레밍의 왼손법칙에 의거하여 회전축에 회전력을 발생시킨다.

이와 같은 모터는 각종 산업기기, 공작기기, 가전기기, 전동차량에 널리 적용되고 있다.

상기 모터를 채용한 모터 기반의 구동장치는 변속을 위해 변속기를 상기 회전축과 출력축 사이에 개재하여 포함하고 있다.

이러한 모터 기반의 구동장치는 출력축에 구동대상물을 결합시켜 상기 구동대상물에 회전력을 부여하지만, 모터가 정지될 시에, 회전하고 있는 회전자와 구동대상물의 관성력으로 인하여 구동대상물이 원하는 지점 또는 원하는 시점에서 정지될 수 없다고 하는 문제를 가진다.

또한, 상기 모터 기반의 구동장치는 변속을 위해 복잡한 구조의 변속기가 필요 된다고 하는 문제를 가진다.

본 발명은 상기된 문제들을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 구동대상물에 회전축이 결합되어 회전축에 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로의 회전력을 인가하는 제1모터와 상기 제1모터의 고정자에 회전축이 결합되어 상기 제1모터의 고정자를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 구비하고, 상기 제2모터의 회전축에 상기 제1모터의 고정자를 고정시켜 이들 회전축들의 중심축선이 동축선 상에 있도록 상기 제1 및 제2모터들을 직렬로 결합시키고, 제1 및 제2모터들중 적어도 하나의 모터에 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해 상기 하나의 모터의 회전축을 선택적으로 고정시키는 스톱퍼를 구비시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 변속기를 배제한 상태에서 구동대상물의 속도를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 모터의 회전축을 정지시킬 때에도 모터의 회전축에 관성력이 발생되지 않게 하여, 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 구동대상물을 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 변속가능한 구동장치의 개념도.

본 발명에 따른 변속가능한 구동장치는 구동대상물에 결합된 회전축에 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로의 회전력을 인가시키는 제1모터와, 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스에 회전축이 결합되어 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 구비하되, 상기 제2모터의 회전축에 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스를 고정시켜 제1 및 제2모터의 회전축들의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 제1 및 제2모터들이 직렬로 결합되고, 상기 제1 및 제2모터 각각이, 고정자, 상기 고정자 각각에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 내접고정된 회전축을 포함하고, 상기 제1모터 및 상기 제2모터들중 적어도 하나의 모터가, 상기 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 상기 하나의 모터의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하고, 상기 제2모터의 고정자 또는 케이스가 베이스에 고정되어 있는 것으로 되어 있다.

(제1실시예)

이하, 본 발명에 따른 제1실시예들이 도 1을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 제1실시예의 변속가능한 구동장치가 개념적으로 도시되어 있다.

상기 변속가능한 구동장치는 구동대상물(50)에 회전축(11)이 결합되어 회전축(11)에 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나로 회전력을 인가시키는 제1모터(10)와 그리고 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 또는 케이스(12)에 회전축(21)이 결합되어 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 또는 케이스(12)를 정방향 역방향 및 정역방향 중 다른 하나로 회전시키는 제2모터(20)를 구비하고 있다.

상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 또는 케이스(12)를 고정시켜 이들 회전축(11, 21)들의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 제1 및 제2모터들(10, 20)이 직렬로 결합되어 있다.

상기 제1 및 제2모터(10, 20)는, 종래와 같이 케이스(12, 22) 각각에 내접 고정된 고정자(13, 23), 상기 고정자(13, 23) 각각에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자(14, 24), 상기 회전자(14, 24) 각각에 내접 고정된 회전축(11, 21)을 포함하고 있다.

상기 제1모터(10)의 회전축(11)은 제1모터(10)가 정지된 다음에 상기 회전축(11)을 고정시키고 제1모터(10)가 가동된 다음에 상기 회전축(11)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(15)를 포함하고 있고, 그리고 상기 제2모터(20)는 제2모터(20)가 정지된 다음에 상기 회전축(21)을 고정시키고 제2모터(20)가 가동된 다음에 상기 회전축(21)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(25)를 포함하고 있다.

상기 스톱퍼(15, 25)들 각각은 해당 모터의 고정자 또는 케이스에 고정되어 있다. 상기 스톱퍼(15, 25)들 각각은 예를 들면, 해당 모터에 전원이 공급되지 않으면 자화되어 해당 모터의 회전축을 잡아서 그 회전축이 회전되지 못하게 하고 그리고 해당 모터에 전원이 공급되면 비자화되어 해당 모터의 회전축에 대한 고정을 해제하여 그 회전축이 회전자유상태가 되게 하는 전자척이 될 수 있다.

또한, 제2모터(20)의 고정자(23) 또는 케이스(22)는 베이스(40)에 고정되어 있다.

본 제1실시예의 설명을 위한 도면들에서 케이스(22)가 베이스(40)에 고정되어 있고, 회전축(21)이 케이스(12)에 고정되어 있으며, 스톱퍼(25)가 케이스(22)에 고정되어 있고 스톱퍼(15)가 케이스(12)에 고정되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 고정자(23)가 바로 베이스(40)에 고정되어 있고, 회전축(21)이 바로 고정자(12)에 고정되어 있고, 스톱퍼(25)가 바로 고정자(23)에 고정되어 있고 스톱퍼(15)가 바로 고정자(13)에 고정되어 있을 수 있다.

1. 제1모터가 먼저 구동되는 경우

상기 구동대상물(50)을 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제2모터(20)를 정지시켜 스톱퍼(25)가 제2모터(20)의 회전축(21)을 고정하게 한 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 제1모터(10)의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향으로의 회전력을 발생시켜 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 인가시킨다.

이때 상기 회전축(11)은 스톱퍼(15)에 의해 고정해제되어 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 내에서 회전자유상태에 있지만, 상기 고정자(13) 또는 상기 고정자(13)를 고정하고 있는 상기 제1모터(10)의 케이스(12)가 상기 스톱퍼(25)에 의해 고정된 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 고정되어 있기 때문에, 뉴턴의 제3법칙(작용 반작용 법칙)에 의거하여 상기 정방향 회전력을 인가받을 수 있다.

즉, 회전축은 고정자가 고정되어 있어야만 고정자와 회전자 사이에 발생된 회전력을 전달받을 수 있다. 이러한 예는 고정자를 고정하고 있는 통상의 모터의 케이스가 고정 베이스에 고정되어 있는 원리와 같다.

또한, 상기 구동대상물(50)을 정방향으로 증속 회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 정방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 의해 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 상기 구동대상물(50)은 배가된 회전력을 전달받아 정방향으로 증속되게 된다.

또한, 구동대상물(50)을 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향 회전력을 전달한 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향으로 회전력이 발생되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 전달하기 때문에, 제1모터(10)의 회전축(11)이 일정한 속도로 회전하고 있지만 제2모터(20)의 회전축(21)에 고정된 케이스(12)가 제2모터(20)의 회전축(21)에 의하여 역방향으로 회전하고 있어서, 제1모터(10)의 회전축(11)에 고정된 구동대상물(50)에는 제1모터(10)의 회전축(11)의 회전수에서 제2모터(20)의 회전축(21)의 회전수를 뺀 만큼의 회전력이 전달되어 상기 구동대상물(50)은 정방향으로 감속되게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)의 정방향 회전력만큼 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 역방향으로 회전축(11)의 회전력만큼 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 정방향의 회전력과 역방향의 회전력이 상쇄되어 상기 구동대상물(50)은 정지상태가 된다.

이 상태에서는 상기 제1 및 제2모터(10, 20) 들이 가동되고 있음에도 불구하고 상기 구동대상물(50)이 정지상태에 있기 때문에, 상기 구동대상물(50)에는 어떠한 관성력도 발생하지 않게 되어, 상기 제 1 및 제2모터(10, 20)를 동시에 작동중지시켜도, 상기 구동대상물(50)은 원하는 위치에서 그리고 원하는 시간에 바로 정지될 수 있다.

또한, 상기 정지상태에서 제1모터(10)의 구동을 정지시키면, 제2모터(20)의 회전축(21)의 회전력 만큼 관성의 영향을 받지 않고 바로 역방향(역전)으로 구동대상물(50)을 제2모터(20)에 의해 회전시킬 수 있다.

2. 제2모터가 먼저 구동되는 경우

상기 구동대상물(50)을 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제1모터(10)를 정지시켜 스톱퍼(15)가 제1모터(10)의 회전축(11)을 고정하게 한 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 제2모터(20)의 고정자(23)와 회전자(24) 사이에 정방향 회전력을 발생시킨다.

이때 상기 회전축(11)은 상기 스톱퍼(15)에 의해 상기 케이스(12)를 경유하여 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 고정되어 있기 때문에, 함께 정방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)을 정방향으로 증속 회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 전달되는 회전력이 배가되어 상기 구동대상물(50)은 정방향으로 증속되게 된다.

또한, 구동대상물(50)을 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.

결국, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제되어도, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전하고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 받게 되어, 상기 구동대상물(50)은 정방향으로 감속되게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)의 정방향 회전력만큼 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 상기 회전축(11)의 정방향으로의 회전력만큼 역방향으로의 회전력을 인가하기 때문에, 회전축(11)의 정방향 회전력이 상쇄되어 상기 구동대상물(50)은 정지상태가 된다.

또한, 상기 정지상태에서 제2모터(20)의 구동을 정지시키면, 제1모터(10)의 회전축(11)의 회전력만큼 관성의 영향을 받지 않고 바로 역방향으로 구동대상물(50)을 제1모터(10)에 의해 회전시킬 수 있다.

상기 제1실시예에서 제1모터(10)가 가동된 다음, 스톱퍼(15)가 회전축(11)을 고정해제시키고, 그리고 제1모터(10)가 정지된 다음 회전축(11)을 고정시키는 것으로 설명되었지만, 별도 실시예로서, 스톱퍼(15)가 제1모터(10)가 정지된 다음, 회전축(11)을 고정시키고, 제1모터(10)가 가동된 다음에도 선택적으로 회전축(11)에 대한 고정을 해제하기도 하고, 회전축(11)을 고정할 수도 있다.

이와 같은 별도 실시예에서, 구동대상물(50)을 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가하면서 스톱퍼(15)에 의하여 회전축(11)이 고정되어 있는 상태를 해제하지 않고 일정 시간 동안 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)을 고정하였다가 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.

결국, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전되고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 일정 시간 동안 받고 있는 상태에서, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제됨과 동시에, 바로 상기 구동대상물(50)은 정방향으로 감속되게 된다.

또한, 상기 별도 실시예에서 상기 구동대상물(50)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 제1모터(10)의 회전축(11)에 제2모터(20)의 회전축(21)의 정방향 회전력만큼 역방향 회전력을 인가하면서 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제하지 않고 일정 시간 동안 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)을 고정하였다가 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.

결국, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전하고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 상기 회전축(11)의 정방향으로의 회전력만큼 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 일정 시간 동안 받고 있는 상태에서, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제됨과 동시에, 회전축(11)의 정방향 회전력이 바로 상쇄되어 상기 구동대상물(50)은 바로 정지상태가 된다.

상기 제1 및 제2모터(10, 20)의 가동과 정지는 제1 및 제2모터(10, 20) 각각에 구비된 엔코더로부터 수신된 회전속도정보와 자체적으로 설정된 상기 일정 시간 정보를 상기 변속가능한 구동장치에 구비된 도시되지 않은 제어장치의 연산프로그램에 의해 제어될 수 있다.

상기와 같이 구성된 제1실시예 및 변경 실시예의 변속가능한 구동장치는 변속기가 배제된 상태에서도 구동대상물의 속도를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 구동대상물을 어떠한 진동 없이 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

상기 제1실시예 및 변경 실시예의 변속가능한 구동장치에서 제1 및 제2모터 중 어느 하나가 정방향으로 구동되고 다른 하나가 역방향으로 구동되는 기능을 가진 경우에는, 증속기능이 수행될 수 없고, 정회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 된다.

즉, 상기 구동대상물(50)을 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제2모터(20)를 정지시켜 상기 스톱퍼(25)가 제2모터(21)의 회전축(21)을 고정하게 한 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 제1모터(10)의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향 회전력을 발생시키고, 구동대상물(50)을 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제하고, 상기 구동대상물(50)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)의 정방향 회전력만큼 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제하고, 정방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물(50)을 역방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 제1모터(10)의 구동을 정지시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1실시예 및 변경 실시예의 변속가능한 구동장치에서 정역가능한 제2모터에 스톱퍼가 구비됨 없이 정역가능한 제1모터에만 스톱퍼를 구비한 상태에서 제2모터를 먼저 구동하는 경우에도, 정회전, 증속회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 되며, 제1모터가 정방향으로 구동가능하고 제2모터가 역방향으로 구동가능하 경우에는 증속기능이 수행될 수 없고, 정회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 된다.

(실시예2)

이하, 본 발명에 따른 제 2실시예가 도 2를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 2에는 제2실시예의 변속가능한 구동장치가 개념적으로 도시되어 있다.

상기 제 2실시예의 변속가능한 구동장치는 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 사이에 개재되어 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 직렬로(일렬로) 결합된 제2모터(20)를 포함하고 있고, 그리고 상기 구동대상물(50)이 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축들(11, 11)들에 양단이 결합되어 있고, 회전축(11, 11, 21)들의 중심축선이 동축선 상에 있도록 제2모터(20)의 회전축(21)의 양단이 케이스(22)를 서로 등을 진 방향으로 뻗어서 관통하여 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 고정자(13, 13) 또는 케이스(12, 12) 각각에 결합되어 있고, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 각각이 제 1실시예의 제1모터(10)와 동일하게 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)들이 동시에 동일한 조건으로 작동되고 있다는 점만을 제외하고는 제 1실시예의 변속가능한 구동장치의 구성과 동일하다.

상기와 같이 구성된 제2실시예의 변속가능한 구동장치는 상기 제1실시예 및 변경 실시예의 변속가능한 구동장치에서와 같이 변속기가 배제된 상태에서도 구동대상물의 속도를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 구동대상물을 어떠한 진동 없이 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있으며, 정역회전, 정역증속, 정역감속, 정지, 역전 기능이 가능하게 된다.

상기 제2실시예의 변속가능한 구동장치의 정역회전, 정역증속, 정역감속, 정지, 역전 기능은 제1실시예의 작동설명과 동일하므로, 이하에 이에 대한 설명이 생략될 것이다.

또한, 상기와 같이 구성된 제2실시예의 변속가능한 구동장치는 구동대상물 양단이 직렬로 연결된 3개의 모터들 중 바깥측에 배치된 회전축에 결합되어 있어서, 구동시에 떨림이 발생되지 않고, 왕복운동시에도 감속을 제공할 수 있다.

상기 제2실시예에서, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터에 각각 스톱퍼가 구비된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터 모두에 스톱퍼가 배제될 수 있으며, 이때에는 증속이 불가능하고 항상 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터가 동시에 작동되고 있어야 정회전, 역회전, 감속이 가능하게 된다.

또한, 상기 제2실시예에서 구동대상물(50)에 전달되는 토크를 증대시키기 위해 한 쌍의 모터(10)의 회전축(11, 11)과 구동대상물 사이에는 한 쌍의 감속기(60, 60)가 개재될 수 있다.

(실시예3)

이하, 본 발명에 따른 제3실시예가 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 3에는 제3실시예의 변속가능한 구동장치가 개념적으로 도시되어 있다.

상기 변속가능한 구동장치는 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 사이에 개재되어 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 직렬로(일렬로) 결합된 제2모터(20)를 포함하고 있다.

상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 각각은 그 회전축(11, 11)들이 베이스(40)에 고정되어 케이스(12, 12)를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로 회전시키는 모터이고, 그리고 상기 제2모터(20)는 그 회전축(21)의 양단이 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 고정자(13, 13) 또는 케이스(12, 12) 각각에 결합되어 상기 제2모터(20)의 고정자(23) 또는 케이스(22)를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 모터이다.

상기 제2모터(20)의 회전축(21) 양단에 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 고정자(13, 13) 또는 케이스(12, 12)를 고정시켜 이들 회전축(11, 11, 21)들의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)가 직렬로(일렬로) 결합되어 있다.

상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)의 구성은, 제 2실시예의 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)의 구성과 같다.

도 3에는 상기 제2모터(20)의 회전축(21) 양단은 케이스(22)를 서로 등을 진 방향으로 뻗어서 관통하여 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 고정된 것으로 도시되어 있다.

상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)는 그 회전축(11, 11)이 제1모터(10, 10)가 정지된 다음에 상기 회전축(11, 11)을 고정시키고 제1모터(10, 10)가 가동된 다음에 상기 회전축(11, 11)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(15, 15)를 각각 포함하고, 그리고 상기 제2모터(20)는 제2모터(20)가 정지된 다음에 상기 회전축(21)을 고정시키고 제2모터(20)가 가동된 다음에 상기 회전축(21)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(25)를 포함하고 있다.

상기 스톱퍼(15, 15, 25)들 각각은 해당 모터의 고정자 또는 케이스에 고정되어 있다. 상기 스톱퍼(15, 15, 25)들 각각은 예를 들면, 해당 모터에 전원이 공급되지 않으면 자화되어 해당 모터의 회전축을 고정하여 그 회전축이 회전되지 못하게 하고 그리고 해당 모터에 전원이 공급되면 비자화되어 해당 모터의 회전축에 대한 고정을 해제하여 그 회전축이 회전자유상태가 되게 하는 전자척이 될 수 있다.

또한, 제2모터(20)의 고정자(23) 또는 케이스(22)는 구동대상물(50)에 고정되어 있다.

본 실시예의 설명을 위한 도면들에서 케이스(22)가 구동대상물(50)에 고정되어 있고, 회전축(21)의 양단이 케이스(12, 12)에 고정되어 있으며, 스톱퍼(25)가 케이스(22)에 고정되어 있고 스톱퍼(15, 15)가 케이스(12, 12)에 각각 고정되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 고정자(23)가 바로 구동대상물(50)에 고정되어 있고, 회전축(21)의 양단이 바로 고정자(13, 13)에 각각 고정되어 있고, 스톱퍼(25)가 바로 고정자(23)에 고정되어 있고 스톱퍼(15, 15)가 바로 고정자(13, 13)에 각각 고정되어 있을 수 있다.

1. 한 쌍의 제1모터가 먼저 구동되는 경우

상기 구동대상물(50)을 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제2모터(20)를 정지시켜 스톱퍼(25)가 한 쌍의 제2모터(20)의 회전축(21)을 고정하게 한 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 역방향 회전력을 발생시킨다.

이때 상기 회전축(11, 11)은 베이스(40)에 고정되어 있어서, 케이스(12, 12)는 뉴턴의 제3법칙(작용 반작용 법칙)에 의거하여 역방향으로의 회전력을 인가받고, 상기 케이스(12, 12)에 양단이 고정된 상기 회전축(21)은 상기 스톱퍼(25)에 의해 상기 케이스(22)에 고정되어 있기 때문에, 결국, 케이스(22)와 구동대상물(50)은 함께 역방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)을 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 케이스(12, 12)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 케이스(22)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 케이스(22)와 회전축(21) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)가 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 고정된 제2모터(20)의 회전축(21)을 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 역방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 전달되는 회전력이 배가되어 상기 구동대상물(50)은 역방향으로 증속되게 된다.

또한, 구동대상물(50)을 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 케이스(22)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 케이스(22)에 정방향 회전력을 인가한 다음, 스톱퍼(25)에 의한 케이스(22)와 회전축(21) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 제2모터(20)의 케이스(22)가 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제되어도, 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 의해 역방향으로 회전하고 있는 케이스(22) 및 고정자(13, 13) 내에 수용되어 역방향으로 회전하고 있는 회전축(21)이 상기 제2모터(20)를 가동하여 상기 제2모터(20)의 고정자(23)와 회전자(24) 사이에 발생된 전자기력인 정방향 회전력을 받게 되어, 상기 구동대상물(50)은 역방향으로 감속되게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)의 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 케이스(22)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 의하여 회전하고 있는 제2모터(20)의 케이스(22)의 역방향 회전력만큼 제2모터(20)의 케이스(22)에 정방향 회전력을 인가한 다음, 스톱퍼(25)에 의한 케이스(22)와 회전축(21) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)가 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 고정된 고정자(23)를 역방향으로 회전시키는 상태에서, 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 상기 케이스(22)의 역방향으로의 회전력만큼 정방향으로의 회전력을 인가하기 때문에, 케이스(22)의 역방향 회전력이 상쇄되어 상기 구동대상물(50)은 정지상태가 된다.

이 상태에서는 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20) 들이 가동되고 있음에도 불구하고 상기 구동대상물(50)이 정지상태에 있기 때문에, 상기 구동대상물(50)에는 어떠한 관성력도 발생하지 않게 되어, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)를 동시에 작동중지시켜도, 상기 구동대상물(50)은 원하는 위치에서 그리고 원하는 시간에 바로 정지될 수 있다.

또한, 상기 정지상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 구동을 정지시키면, 제2모터(20)의 회전축(21)의 회전력만큼 관성의 영향을 받지 않고 바로 정방향으로 구동대상물(50)을 제2모터(20)에 의해 회전시킬 수 있고, 그리고, 제2모터(20)의 구동을 정지시키면, 관성의 저항없이 바로 역방향으로 구동대상물(50)을 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 의해 회전시킬 수 있으며, 이 상태는 이후에 설명되는 제2모터가 먼저 구동되는 경우와 같은 상태가 된다.

2. 제2모터가 먼저 구동되는 경우

상기 구동대상물(50)을 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)를 정지시켜 스톱퍼(15, 15)가 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)과 케이스(12, 12) 간에 고정한 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 제2모터(20)의 고정자(23)와 회전자(24) 사이에 정방향으로의 회전력을 발생시켜 케이스(22)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨다.

이때 베이스(40)에 고정된 상기 회전축(11, 11)에 스톱퍼(15, 15)에 의해 고정된 케이스(12, 12)와 상기 케이스(12, 12)에 고정된 회전축(21)은 결국 베이스(40)에 고정되어 있기 때문에 뉴턴의 제3법칙(작용 반작용 법칙)에 의거하여, 케이스(22)와 구동대상물(50)은 역방향 회전력을 인가받을 수 있다.

또한, 상기 구동대상물(50)을 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 케이스(22)을 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 역방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15, 15)에 의한 회전축(11, 11)과 케이스(12, 12) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)에 의해 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 역방향으로의 회전력이 전달되는 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)이 상기 제2모터(20)의 케이스(22)를 역방향으로 회전시키기 때문에, 상기 구동대상물(50)은 배가된 회전력을 전달받아 역방향으로 증속되게 된다.

또한, 구동대상물(50)을 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 케이스(22)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 정방향 회전력을 전달한 다음, 스톱퍼(15, 15)에 의한 케이스(12, 12)와 회전축(11, 11) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)에 의해 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 역방향으로의 회전력이 전달되는 상태에서, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)가 상기 제2모터(20)의 회전축(21)를 정방향으로 회전시키기 때문에, 제2모터(20)의 케이스(22)가 역방향으로 일정한 속도로 회전하고 있지만, 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)에 고정된 제2모터(20)의 회전축(21)이 정방향으로 회전하고 있어서, 제2모터(20)의 케이스(22)에 고정된 구동대상물(50)에는 제2모터(20)의 케이스(22)의 회전수에서 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)의 회전수를 뺀 만큼의 회전력이 전달되어 상기 구동대상물(50)은 역방향으로 감속되게 된다.

또한, 상기 구동대상물(50)의 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 케이스(22)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 전원을 공급하여 상기 제2모터(20)의 케이스(22)의 역방향 회전력만큼 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)에 정방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15, 15)에 의한 케이스(12, 12)와 회전축(11, 11) 간의 고정상태를 해제한다.

결국, 상기 제2모터(20)에 의해 상기 제2모터(20)의 케이스(22)에 역방향으로의 회전력이 전달되는 상태에서, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)가 상기 제2모터(20)의 회전축(21)을 케이스(22)의 역방향 회전력만큼 정방향으로 회전시키기 때문에, 역방향의 회전력과 정방향의 회전력이 상쇄되어 상기 구동대상물(50)은 정지상태가 된다.

이 상태에서는 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)가 가동되고 있음에도 불구하고 상기 구동대상물(50)이 정지상태에 있기 때문에, 상기 구동대상물(50)에는 어떠한 관성력도 발생하지 않게 되어, 상기 한 쌍의 제1모터(10 ,10) 및 제2모터(20)를 동시에 작동중지시켜도, 상기 구동대상물(50)은 원하는 위치에서 그리고 원하는 시간에 바로 정지될 수 있다.

또한, 상기 정지상태에서 제2모터(20)의 구동을 정지시키면, 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 케이스(12, 12)의 회전력 만큼 관성의 영향을 받지 않고 바로 정방향으로 구동대상물(50)을 한 쌍의 제1모터(10, 10)에 의해 회전시킬 수 있고, 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 구동을 정지시키면, 제2모터(20)의 케이스(22)의 회전력 만큼 관성의 영향을 받지 않고 바로 역방향으로 구동대상물(50)을 제2모터(20)에 의해 회전시킬 수 있으며, 이 상태는 위에에 설명되는 상기 한 쌍의 제1모터(10, 10)가 먼저 구동되는 경우와 같은 상태가 된다.

상기 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20)의 가동과 정지는 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 제2모터(20) 각각에 구비된 엔코더로부터 수신된 회전속도정보와 자체적으로 설정된 상기 일정 시간 정보를 상기 변속가능한 구동장치에 구비된 도시되지 않은 제어장치의 연산프로그램에 의해 제어될 수 있다.

상기와 같이 구성된 제3실시예의 변속가능한 구동장치는 변속기를 배제한 상태에서 구동대상물의 속도를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 모터의 회전축을 정지시킬 때에도 모터의 회전축에 관성력이 발생되지 않게 하여, 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 구동대상물을 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 제3실시예의 변속가능한 구동장치는 구동대상물 양단이 직렬로 연결된 3개의 모터들 중 바깥측에 배치된 회전축에 결합되어 있어서, 구동시에 떨림이 발생되지 않고, 왕복운동시에도 감속을 제공할 수 있다.

상기 제3실시예에서, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터에 각각 스톱퍼가 구비된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터 모두에 스톱퍼가 배제될 수 있으며, 이때에는 증속이 불가능하고 항상 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터가 동시에 작동되고 있어야 정회전, 역회전, 감속이 가능하게 된다.

(실시예4)

이하, 본 발명에 따른 제4실시예가 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 4에는 제4실시예의 변속가능한 구동장치가 개념적으로 도시되어 있다.

제4실시예의 변속가능한 구동장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2모터(20)의 케이스(22)가 베이스(40)에 고정된 제2실시예와 달리, 제2모터(20)의 케이스(22)에 탑재된 캐리어(70)를 포함하고 있는 점과, 그리고 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)에 한 쌍의 감속기(60, 60)를 개재하여 하나의 구동대상물(50)이 결합되어 있는 제3실시예와 달리, 고정된 한 쌍의 피동부(90, 90)에 접촉 또는 결합된 한 쌍의 구동대상물(80, 80)이 한 쌍의 감속기(60, 60)를 개재하여 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)에 결합되어 있는 점을 제외하고는 제2실시예의 구성과 동일하다.

제4실시예의 변속가능한 구동장치에서, 상기 캐리어(70)는 전동차량의 승객실, 엘리베이터의 승하차 칸, 왕복운동체 등이 될 수 있고, 상기 한 쌍의 구동대상물(80, 80)은 휠, 롤러 등의 구름체, 스프로킷, 구동기어 등이 될 수 있고, 그리고 상기 한 쌍의 피동부(90, 90)는 상기 한 쌍의 구동대상물(80, 80)에 상응하게 노면, 레일, 체인, 랙과 같은 피동기어 등이 될 수 있다.

상기와 같이 구성된 제4실시예의 변속가능한 구동장치는, 한 쌍의 구동대상물(80, 80)을 회전, 증속, 감속, 정지, 후진(정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로)으로 구동시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 제4실시예의 변속가능한 구동장치는 변속기를 배제한 상태에서 한 쌍의 구동대상물과 캐리어의 속도를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 모터의 회전축을 정지시킬 때에도 모터의 회전축에 관성력이 발생되지 않게 하여, 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 상기 한 쌍의 구동대상물과 상기 캐리어를 감속시켜, 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있으며, 이에 의해 상기 캐리어(70)에 탑승한 사람도 상기 한 쌍의 구동대상물과 상기 캐리어가 순간적으로 정지됨에도 불구하고 관성을 받지 않아, 탑승자로 하여금, 종래보다 향상된 승차감을 느끼게 할 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 제4실시예의 변속가능한 구동장치는, 캐리어가 좌우 양측에서 한 쌍의 모터에 결합된 한 쌍의 구동대상물(80, 80)에 의해 지지를 받아 구동되기 때문에, 상기 구동에 의한 상기 캐리어의 전후진 운동시에 캐리어의 떨림이 발생되지 않고, 왕복운동시에도 감속을 제공할 수 있다.

상기 제4실시예에서, 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로만 구동시킬 경우에는 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 제2모터(20) 중 어느 한 쪽의 모터는 정방향 또는 역방향으로 구동대상물을 구동시키는 모터이고, 다른 한 쪽의 모터는 정역방향으로 구동대상물을 구동시키는 모터가 채용될 수도 있다.

또한, 상기 제4실시예의 변속가능한 구동장치는 한 쌍의 제1모터(10, 10)와 한 쌍의 구동대상물(80, 80) 사이에 한 쌍의 감속기(60, 60)가 개재되어 있어서, 한 쌍의 제1모터(10, 10)의 회전축(11, 11)으로부터 전달되는 토크를 증대시켜 상기 한 쌍의 구동대상물(80, 80) 및 캐리어(70)에 전달할 수 있다.

또한, 상기 제4실시예의 변속가능한 구동장치는 한 쌍의 제1모터(10, 10) 및 상기 제2모터(20)에 스톱퍼가 구비되어 있지 않을 수도 있으며, 이 때에는 , 한 쌍의 구동대상물(80, 80)을 정역방향으로의 증속이 가능하지 않은 회전, 감속, 정지, 반전(정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로)으로 구동시킬 수 있다.

제1실시예의 변속가능한 구동장치는 제2모터가 베이스에 상당하는 도시되지 않은 차체에 고정되고 4개의 바퀴에 상당하는 4개의 구동대상물이 상기 차체의 전후좌우에 회전가능하게 장착되거나 또는 2개의 구동대상물이 상기 차체의 전후에 회전가능하게 장착되면, 전동차량의 주행장치가 될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 및 제2모터와 이들에 구비된 제1 및 제2스톱퍼는 제어부에 접속되어 도시되지 않은 제어부에 의한 제어를 받고, 상기 제어부는 상기 차체에 구비되어 상기 구동대상물과 선택적으로 마찰접촉하여 제동하는 브레이크를 기동시키는 브레이크 페달이 가압되는 압력을 감지하는 압력센서와 상기 차체에 구비된 차체의 도시되지 않은 주행가속도센서에 접속되어 브레이크 페달의 상기 압력센서와 차체의 상기 가속도센서에 의해 전달되는 신호들에 따라 상기 제1 및 제2모터를 제어하게 된다.

또한, 상기 제4실시예의 변속가능한 구동장치가 전동차량의 주행장치에 적용될 수 있으며, 이 때, 상기 한 쌍의 제1모터 및 상기 제2모터와 이들에 구비된 스톱퍼는 도시되지 않은 제어부에 접속되어 상기 제어부에 의한 제어를 받고, 상기 제어부는 상기 캐리어에 구비되어 상기 한 쌍의 구동대상물와 선택적으로 마찰접촉하여 제동하는 도시되지 않은 브레이크를 기동시키는 도시되지 않은 브레이크 페달이 가압되는 압력을 감지하는 압력센서와 캐리어에 구비된 차체의 주행가속도센서에 접속되어 브레이크 페달의 상기 압력센서와 캐리어의 상기 가속도센서에 의해 전달되는 신호들에 따라 상기 한 상의 제1모터 및 제2모터를 제어하게 된다.

상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터의 가동과 가동중지는 한 쌍의 제1모터 및 제2모터 각각에 구비된 엔코더로부터 수신된 회전속도정보와 자체적으로 설정된 설정치를 근거로 하여 상기 제어부의 연산프로그램에 의해 제어될 수 있다.

Claims

구동대상물에 결합된 회전축에 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로의 회전력을 인가시키는 제1모터와, 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스에 회전축이 결합되어 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 구비하고 있는 변속가능한 구동장치로서,

상기 제2모터의 회전축에 상기 제1모터의 고정자 또는 케이스를 고정시켜 제1 및 제2모터의 회전축들의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 제1 및 제2모터들이 직렬로 결합되고,

상기 제1 및 제2모터 각각은, 고정자, 상기 고정자 각각에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 내접고정된 회전축을 포함하고,

상기 제1모터 및 상기 제2모터들중 적어도 하나의 모터는, 상기 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 상기 하나의 모터의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하고,

상기 제2모터의 고정자 또는 케이스는 베이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 1항에 있어서,

상기 스톱퍼는 상기 하나의 모터의 회전축에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 하나의 모터의 회전축을 고정해제시키는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제1 및 제2모터 중 어느 하나의 모터를 정지시킨 상태에서 상기 어느 하나의 모터의 회전축을 스톱퍼에 의해 고정하고 나머지 하나의 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 상기 다른 하나의 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 어느 하나의 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 다른 하나의 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 어느 하나의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 다른 하나의 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 다른 하나의 모터의 회전축의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 어느 하나의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 다른 하나의 모터의 회전축에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
회전축들이 구동대상물의 양단에 결합되어 상기 회전축들을 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로 회전시키는 한 쌍의 제1모터와,

상기 한 쌍의 제1모터의 사이에 개재되어 회전축의 양단이 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 포함하고 있는 변속가능한 구동장치로서,

상기 제2모터의 회전축에 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 고정시켜 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축의 중심축선과 상기 제2모터의 회전축의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터가 직렬로 결합되고,

상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터 각각은 고정자, 상기 고정자에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 내접고정된 회전축을 포함하고,

상기 제2모터의 고정자 또는 케이스는 베이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 4항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터 각각은, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축 각각을 고정시는 스톱퍼를 포함하고,

상기 제2모터는, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 제2모터의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 5항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터의 스톱퍼 각각은 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각을 고정해제시키고,

상기 제 2모터의 스톱퍼는 상기 제2모터의 회전축에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 제2모터의 회전축을 고정해제시키는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1 모터 또는 상기 제2모터를 정지시킨 상태에서 정지된 모터의 회전축을 스톱퍼에 의해 고정하고 정지되지 않은 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 회전축의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 정지된 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 회전축에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 4항에 있어서,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터를 동시에 동일한 방향으로 작동시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 하나의 측의 모터의 회전축의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 다른 하나의 측의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
회전축들이 베이스에 고정되어 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로 회전시키는 한 쌍의 제1모터와,

상기 한 쌍의 제1모터의 사이에 개재되어 회전축의 양단이 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 포함하고 있는 변속가능한 구동장치로서,

상기 제2모터의 회전축 양단에 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 고정시켜 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축의 중심축선과 상기 제2모터의 회전축의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터가 직렬로 결합되고,

상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터 각각은 고정자, 상기 고정자에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 내접고정된 회전축을 포함하고,

상기 제2모터의 고정자 또는 케이스는 구동대상물에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 9항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터 각각은, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축 각각을 고정시는 스톱퍼를 포함하고,

상기 제2모터는, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 제2모터의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 10항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터의 스톱퍼 각각은 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각을 고정해제시키고,

상기 제 2모터의 스톱퍼는 상기 제2모터의 회전축에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 제2모터의 회전축을 고정해제시키는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1 모터 또는 상기 제2모터를 정지시킨 상태에서 정지된 모터의 회전축을 스톱퍼에 의해 고정하고 정지되지 않은 모터의 케이스에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 케이스를 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 케이스에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 케이스를 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 케이스에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 케이스를 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 케이스의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 정지된 모터의 모터의 케이스에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 케이스에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 9항에 있어서,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터를 동시에 동일한 방향으로 작동시키고,

상기 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제2모터 측중 하나의 측의 모터의 케이스에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 케이스을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 하나의 측의 모터의 케이스의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 다른 하나의 측의 모터의 케이스에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 케이스에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
한 쌍의 구동대상물이 각각 결합되어 있는 회전축들을 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 하나의 방향으로 회전시키는 한 쌍의 제1모터와,

상기 한 쌍의 제1모터의 사이에 개재되어 회전축의 양단이 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 정방향, 역방향 및 정역방향 중 어느 다른 하나의 방향으로 회전시키는 제2모터를 포함하고 있는 변속가능한 구동장치로서,

상기 제2모터의 회전축에 상기 한 쌍의 제1모터의 고정자 또는 케이스를 고정시켜 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축의 중심축선과 상기 제2모터의 회전축의 중심축선이 동축선 상에 있도록, 상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터가 직렬로 결합되고,

상기 한 쌍의 제1모터 및 제2모터 각각은 고정자, 상기 고정자에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자, 상기 회전자에 내접고정된 회전축을 포함하고,

상기 제2모터의 고정자 또는 케이스에는 캐리어가 탑재되어 있고,

상기 한 쌍의 구동대상물은 고정된 한 쌍의 피동부에 접촉 또는 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 14항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터 각각은, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 상기 한 쌍의 제1모터의 회전축 각각을 고정시는 스톱퍼를 포함하고,

상기 제2모터는, 구동대상물의 변속, 정지, 또는 역전을 위해, 제2모터의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 15항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1모터의 스톱퍼 각각은 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 한 쌍의 모터의 회전축 각각을 고정해제시키고,

상기 제 2모터의 스톱퍼는 상기 제2모터의 회전축에 회전력을 인기시킨 다음에 상기 제2모터의 회전축을 고정해제시키는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 15항 또는 제 16항에 있어서,

상기 한 쌍의 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1 모터 또는 상기 제2모터를 정지시킨 상태에서 정지된 모터의 회전축을 스톱퍼에 의해 고정하고 정지되지 않은 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 한 쌍의 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 증속 회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 회전축에 정방향 또는 역방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 한 쌍의 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지된 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 한 쌍의 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 정지되지 않은 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 회전축의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 정지된 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 한 쌍의 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 정지되지 않은 모터의 회전축에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 14항에 있어서,

상기 한 쌍의 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터와 상기 제2모터를 동시에 동일한 방향으로 작동시키고,

상기 한 쌍의 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로 감속회전시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고,

상기 한 쌍의 구동대상물의 정방향 또는 역방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨 상태에서 상기 하나의 측의 모터의 회전축의 정방향 또는 역방향 회전력만큼 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 다른 하나의 측의 모터의 회전축에 역방향 또는 정방향으로의 회전력을 발생시키고, 또는

정방향 또는 역방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 한 쌍의 구동대상물을 역방향 또는 정방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 상기 한 쌍의 제1모터 측과 상기 제 2모터 측중 하나의 측의 모터의 회전축에 회전력을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.
제 14항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐리어(70)는 전동차량의 승객실, 엘리베이터의 승하차 칸, 및 왕복운동체 중 어느 하나이고,

상기 한 쌍의 구동대상물(80, 80)은 휠 또는 롤러를 포함하는 구름체, 스프로킷, 및 구동기어 중 어느 하나이고, 그리고

상기 피동부(90, 90)는 상기 구동대상물(80, 80)에 상응하게 노면, 레일, 체인, 및 피동기어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 변속가능한 구동장치.