KR0134367B1 - 변속장치 계열 - Google Patents

Abstract

한쌍의 기어로 된 가변 기어단(variation단)을 갖는 변속장치의 제조계열로 여러가지 변속비를 여러가지 축간거리와 대응시킨 후 실현 가능하게 하면서 주의해야 하는 기어수를 격감시킨다.

상기 계열내에 있어서, 가변 기어단은 각 케이스에서 동일한 축간거리(Ai=A₁,A₂,…)를 갖는 것 같은 실현이 허용된 변이단 사이즈(Bi=B₁,B₂,…)의 레인지를 포함한다. 또 실현이 허용된 변속비(Ii=I₁,I₂…)에 대한 동일한 레인지가 모든 변이단 사이즈에 대해 준비한다. 따라서 축간거리 Ai와 변속비 Ii가 매트릭스(M)을 형성한다. 필요한 기어의 수는 축간거리 Ai와 변속비 Ii의 증대율을 다수의 변이단 사이즈를 포함하는 가변 기어단 시퀀스(S)에서 동일한 기어가 사용되도록 상관시킴으로써 현저하게 감소시켜진다.

Description

변속장치 계열

제1도는 본 발명에 따른 계열에 있어서 2개의 변속장치를 특별히 도식화한 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 가변 기어단 계열의 데이터를 나타내는 매트릭스.

제3도는 본 발명의 원리를 설명하는 선도.

제4도는 제2도에 거의 대응하는 매트릭스로, 보다 큰 계열에 대한 것.

제5도는 제2도에 대응하는 매트릭스로, 다른 구체예에 대한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Ai(A₁,A₂…) : 축간거리

Bi(B₁,B₂,…) : 실현이 허용된 변이단 사이즈

Ii(I₁,I₂,…) : 실현이 허용된 변속비

M : 매트릭스

Si(S₁,S₂,…) : 가변 기어단의 시퀀스

1, 2 : 변속장치 3, 4 : 가변 기어단

5 : 피니언(pinion) 6, 7 : 큰 치차

14, 15 : 다른 기어단

본 발명은 한쌍의 치차(齒車)로 된 가변 기어단을 갖는 변속장치(transmission) 계열에 관한 것이다.

상기 가변 기어단은[변이(variation)단]이라고도 부를 수 있는 것이다.

계열내에서 이 가변 기어단은 실현이 허용된(실현이라고 한다) 변이단 사이즈의 레인지(종류)(range)에 일치(적합)할 수 있다. 상기 변이단 사이즈는 가변 기어단의 치차쌍 고유의 축간거리에 대응한다.

한편, 계열내에서 상기 가변 기어단은 모든 변이단 사이즈에 대해 그 레인지(종류)가 동일한 변속비의 1군을 갖출 수 있다.

그 때문에 계열내의 변속장치는 결국 축간거리와 변속비에 의해 규정된 2차원의 매트릭스를 형성한다. 변속장치의 상기와 같은 계열에 대해 이하에 매트릭스라는 단어를 수시로 사용한다.

대형 변속장치는 일반적으로 특정 용도를 돌려 설계하여 제조된다. 이 특정용도를 위한 특수한 설계에 대한 비용은 대형 변속장치 시스템의 큰 총비용과 비교하면 비교적 적기 때문에 특별히 문제로는 되지 않는다. 그러나 일상적으로 수요가 있는 자본재분야에서 대량으로 사용되는 소형 변속장치에 있어서는 각 응용예에 대해 특수한 설계를 준비하는 설계를 준비하는 것은 매우 비경제적이다.

본 발명은 주로 중,소규모의 변속장치(전달동력 : 0.1~100KW)에 관계하는데, 이 영역의 변속장치는 여러가지 응용예에 대한 공급을 만족시키기 위해 대개의 경우 여러가지 변속비와 부하용량(토오크)에 대응하는 단일한 변속장치를 타입을 알기 쉽게 선택할 필요가 있다. 상기한 중,소규모 변속장치의 대표적인 응용분야는 반송기술분야와 공작기계분야이고, 특히 기어드 모터(geared motors)의 분야에서 특별한 중요성을 가진다.

상기 종류의 변속장치 계열을 제조할 경우, 문제로 되는 것은 구성요소(치차)의 갯수가 많이 필요하다는 것이다.

그 때문에 전체의 지출을 줄이기 위해 종래 많은 시도가 행해져 왔다. 예를 들면 독일특허공개 3705812(일본대응 특허공개 소화 63-225747호)에 있어서는 다단치차동전동기구를 위한 일련의 치차전동장치에 있어서 내부의 구성부품을 최적으로 이용하는데 이 내부구성부품을 가능한한 적은 종류의 것으로 사용할 수 있게 하는 일련의 치차전동장치가 제안되어 있다. 이 제안은 치차감속기시리즈의 치차쌍 계열중에서 각 감속기의 다음에 큰 감속기의 치차쌍은 최종단만 다르고 나머지 치차쌍을 변하지 않게 유지함으로써 중간 변속비를 달성한다고 하는 것이다.

이것보다도 오래된 다른 제안으로는 가능한 모든 변속비를 하나의 치차쌍 계열에 의해 실현한다. 이 경우 최대 변속비는 모든 치차를 사용하는 다단의 열에 의해 달성되고, 한편 이것보다 작은 변속비는 입력측 또는 출력측에서 각 단을 생략함으로써 달성한다.

이에 관한 개량방법이 독일특허 제2061021호 명세서에 기재되어 있다.

그러나 이들 제안은 확실히 특정 응용예의 용도에 대해서는 타당하고, 계열에서 필요한 치차의 수를 어느 정도 감소시킬 수 있지만 여러 방법의 하우징이 다수 필요하고, 그에 따라 제조비가 상승하여 사용 가능성이 제한된다고 하는 문제가 있었다.

또한 감소되는 (치차의 수) 자체가 그다지 많지 않다고 하는 기본적인 문제도 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 특히 기어드 모터(geared motors)의 분야에 있어서 변속장치 계열에 대해 필요한 다른 구성요소의 수 (치차의 수)를 극적으로 줄임으로써 상술한 매트릭스형 변속장치계열의 제조비를 줄이는 것을 그 목적으로 하고 있다.

본 발명은 한쌍의 치차를 갖는 가변 기어단을 갖춘 변속장치의 제조계열로서, 이 계열내의 상기 가변 기어단은 각 축간거리가 Ai로 된 실현이 허용된 변이단 사이즈(Bi)의 레인지를 포함함과 동시에 모든 변이단 사이즈(Bi)에 대해 동일 종류의 변속비(Ii)의 레인지를 포함하고, 그 때문에 상기 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)가 하나의 매트릭스를 형성하고 또 상기 매트릭스상에서 복수의 변이단 사이즈(Bi)에 대각선형으로 걸쳐 있는 가변 기어단 시퀀스(Si)에 동일한 치차가 추가되도록 상기 축간거리(Ai) 및 변속비(Ii)의 매트릭스상의 증대율이 상관지어짐으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또한 본 발명은 상기 가변 기어단 시퀀스(Si)를 복수로 갖춤과 동시에 각 가변 기어단 시퀀스(Si)가 복수의 변이단 사이즈(Bi)에 걸쳐 동일한 치차가 추가되도록 구성됨으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또 본 발명은 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)가 동일한 치차가 추가된 적어도 3종의 변이단 사이즈(Bi)를 갖추고 있으므로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또 본 발명은 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)가 상기 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)가 매트릭스의 동일 대각선상에 위치하는 계열의 모든 변이단 사이즈(Bi)를 갖추고 있으므로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또한 본 발명은 가변 기어단 시퀀스(Si)상에서 동일하게 되는 치차가 계열의 복수 가변 기어단 시퀀스(Si)에 있어서 동일한 치차를 가짐으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또 본 발명은 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)상에서 동일하게 되는 치차가 다수의 다른 접속상태로 설계됨으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

또 본 발명은 변속장치가 다단기어단으로 되고, 또 동일한 변이단 사이즈(Bi)의 가변 기어단을 갖는 계열에 있어서의 이들 다단기어단의 변속장치는 가별 기어단이외의 다른 기어단에 관해서는 동일하게 되어 있음으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명의 목적은 머리말에 기술한 매트릭스형의 변속장치 계열에 있어서 몇개인가의 변이단 사이즈를 포함하는 계열인 [시퀀스]내에서 동일한 치차를 사용할 수 있도록 가변 기어단의 축간거리 및 변속비를 서로 동조시킴으로써 달성된다.

이것은 일반적으로 기어의 모듈이 정규기준을 고려하지 않고 자유롭게 선택되는 것을 필요로 한다.

임의 데이터값의 변속장치를 제조하기 위해 가변 기어단은 입,출력측에 하나 또는 다수의 다른 기어단을 연결시키는 것이 가능하다. 그러나 어떤 변이단 사이즈의 가변 기어단을(여러가지 변속비를 가지지만 이 변속비와는 무관하게), 항상 동일한 다른 기어단의 조합하는 것이 유리하다. 이렇게하여 단지 가변 기어단의 치차를 교환하는 것만으로 여러가지 변속비를 갖는 단일 변이단 사이즈의 전 변속장치의 제조가 가능하게 된다.

기어 변속장치에 대한 변속가능한 단은 종래 변이단 사이즈와 변속비의 완전한 매트릭스로 설계되어 왔지만, 일반적으로 계열의 각 모델에 대해 다른 치차가 사용되어 왔다. 그 때문에 예를 들면, 8종의 변이단 사이즈와 8종의 변속비로 된 매트릭스에서는 일반적으로 64종의 다른 치차의 쌍, 즉 128개의 치차가 필요하였다. 실제로 이 수는 치차쌍의 적어도 한쪽이 여러가지 접속방법에 대응하여 설계되지 않으면 안되었기 때문에(예를 들면 변속장치를 다른 모터에 접속할 필요가 있었기 때문에) 한층 커졌다. 만약 작은쪽의 치차(이것을 통상 피니언이라 부른다)에 대해 3종의 접속형(접속변형)이 필요하고 8×8의 계열에 대해 전체적으로 3×64＋64=256개의 다른 치차가 필요하게 된다.

본 발명에 의해 상기 다른 치차의 수를 급격하게 줄일 수 있다. 8×8의 계열에서는 필요한 다른 피니언수는 만약 3종의 변형접속예가 있다고 가정한다면 가장 좋은 사례로 3×64=192에서 45로 감소한다. 또 치차쌍의 큰쪽 기어(통상 이것을 큰 치차라고 부름)의 수는 불변으로 64개이다.

이하 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

제1도에 나타낸 변속장치(1,2)는 각각 일점쇄선으로 둘러싸여진 가변 기어단(3,4)을 갖는다. 이 가변 기어단은 각각 다른 축간거리(Ai,Ai+1)를 갖는다. 양쪽의 경우 모두 동일한 피니언(5)을 사용하고 있지만, 한쪽 큰치차[6,7(큰치차의 아래쪽은 도면에서는 잘라내져 있다)]는 그 치수가 다르다. 큰치차(6)는 큰치차(7)보다 크기 때문에 가변 기어단(3)에 있어서의)변속비는 가변 기어단(4)에 있어서의 변속비보다도 크다.

상기 예와 같이 피니언(5)이 변속장치의 구동측에 있고 일정한 토오크와 일정한 속도로 회전하고 있다고 가정한 경우, 큰치차(6)의 축(8)에서의 토오크는 큰치차(7)의 축(9)에서의 토오크보다 상대적으로 크다.

이에 대응하여 출력측의 기어단(14,15)은 다른 설계로 된다.

도시한 예에서는 각각 출력측에 피니언(10,12) 및 큰치차(11,13)를 포함하는 단 하나의 기어단(14) 또는 기어단(15)만이 설치되어 있다. 변속장치(1)의 부하용량이 큰 것은 변속장치(2)의 출력측 축간고리(D₂)보다 변속장치(1)의 출력측 축간거리(D₁)가 보다 큰 것에 대응하고 있다. 물론 변속장치(1)의 샤프트와 베어링은 부하용량이 큰 것에 대응하여 보다 큰 치수로 되어 있다.

상기 부하용량(토오크)에 관계하여 일반적으로 변속장치의 변이단 사이즈가 정해진다.

도시한 예에서는 축간거리(A) 및 축간거리(D)가 같은 동축형 평치차 변속장치로서 설계되어 있다. 그러나 본 발명은 예를 들면 베벨치차를 포함하는 그 밖의 설계의 변속장치에도 적합하다. 또 여러단의 축 배치등도 여러가지로 구성할 수 있다.

상술한 바와 같이 어느 특정한 변이단 사이즈의 여러가지 변속장치는 상기 가변 기어단(3,4)에 관해서만 다른 것이 바람직하다. 즉 변속장치 계열의 하나의 변이단 사이즈에 있어서의 다른 변속비는 가변 기어단이 다른 변속비만으로 실현하는 것이 바람직하다. 가변 기어단의 계열내에서 1개의 동일치차[이 사례에서는 피니언(5)]에 의해 다른 변이단 사이즈의 시퀀스가 설계된다. 제1도의 상부에는 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)에 의해 규정되는 매트릭스(M)의 일부를 나타낸다.

제2도에 본 발명에 의한 변속장치 계열의 가변 기어단의 기어데이터를 기입한 매트릭스(M)의 일례를 나타낸다.

상기 매트릭스(M)의 각 행은 축간거리(Ai)를 갖는 다른 변이단 사이즈(Bi)에 대응한다. 축간거리(Ai)의 구체적 수치는 오른쪽 열에 나타나 있다. 당업자에게는 공지의 일이지만, 어느 축간거리에서의 최대 토오크는 치차의 여러가지 파라미터, 특히 그 재료, 폭, 넓이 및 기어절삭구조에 의존하여 결정된다. 4개의 열은 4종의 다른 변속비(Ii)에 대응하고 있다. 이 구체적인 수치는 제일 위의 행에 나타나 있다. 이들 값은 이하에 설명되는 의미의 범위내에서 변속비의 이상적인 내지는 이론적인 증대율을 반영하고 있다. 매트릭스(M)의 각란에는 이하의 기억데이터가 기재되어 있다.

좌측상부 : 큰치차와 피니언의 잇수를 나타내는 몫. 왼쪽열에서 이 몫은 각각 120/12으로 실감속비 10이 주어져 있다.

우측하단 : 치차쌍의 모듈 m

중앙 : 괄호속의 표기에 대해서는 후술한다.

상기 도면에서 전체적으로 16종의 다른 축간거리(Ai)/변속비(Ii)의 조합에서는 각각 모듈과 잇수로 특징지어지는 7종의 다른 피니언밖에 필요로 하고 있지 않은 것이 분명하다.

예를 들면 매트릭스(M)의 중앙 대각선상에 있는 모듈 1.43과 잇수 12인 피니언 A₄/I₄, A₃/I₃, A₂/I₁및 A₁/I₁의 가변 기어단 시퀀스(Si)에 대해 사용된다. 모듈이 1.18인 피니언(잇수는 마찬가지로 12)은 가변 기어단 시퀀스(S₂)(A₃/I₄, A₂/I₃, A₁/I₂)에 대해 사용한다. 마찬가지로 모듈 1.74인 피니언은 3종류의 변속장치를 갖춘 계열의 가변 기어단 시퀀스(S₅)도 사용 가능하다. 모듈 2.11 및 0.97인 피니언은 각각 2종의 변속장치를 갖춘 가변 기어단 시퀀스(S₆,S₃)로 사용된다. 2개의 피니언, 즉 모듈 0.80과 2.57인 피니언만은 각각 단 1개의 가변 기어단에만 사용된다. 즉 기술한 가장 좋은 경우에 있어서는 매트릭스(M)의 각 대각선은 동일한 피니언이 사용되기 위한 가변 기어단의 시퀀스(Si)를 나타내고 있다. (n,m)의 매트릭스에서는 필요하게 되는 기어의 갯수 (N)는, N=n×M×(1+V)에서 N=n×m+V(n+m-1)로 줄일 수 있다. 여기에서 n은 축간거리(Ai)의 종류수, m은 변속비(Ii)의 종류수, V는 피니언이 다른 접속의 종류수이다.

실제의 사용으로 매트릭스(M)에 있어서의 몇개인가의 가변 기어단이 필요하지 않을 경우는 그것들은 물론 없애는 것은 가능하다. 즉 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)의 모든 가능한 조합을 모두 준비할 필요는 없다. 이것이 본 명세서의 머리말에서 표현한 실현인 [허용된(실현이라 한다.)] 변이단 사이즈(Bi) 및 실현이 허용된 변속비(Ii)라는 표현이 이해되어야만 한다는 의미로 된다.

본 발명의 지식에 의해 그것이 기초로 하고 있는 기어의 기하학적인 관련성을 용이하게 설명할 수 있다. 여기에서 그 설명을 위해 제3도를 나타낸다. 가변 기어단의 2개의 치차의 축간거리(A)는 그 피치 원반형(R1,R2)의 합과 같다.

즉 A=R1+R2이다.

변속비의 반경의 관계 I=R2/R1로 결정된다. 이 두개의 식에서 피치 원반경(R1)을 갖는 어느 특정한 피니언은 하기(1)식을 충족하고만 있으면 다른 축간거리(A)의 가변 기어단에 공통하여 사용할 수 있음을 알수 있다.

A=R1(I+1) ……………………………………………………………… (1)

이 상태를 제3도에서 7종의 다른 피니언의 피치 원반경 R1(Si)에 대해 나타냈다. 일차함수는 각각 하나의 직선 20-26에 대응하고 이들 직선은 I좌표와 마이너스 1에서 교차하여 직선의 기울기는 R1이다.

본 발명에 따라 변속장치 계열의 가변 기어단의 수치결정을 하는데 있어서는 최대 토오크와 최대 공칭 변속비에서 시작해야 한다.

본 발명에 따라 설계된 계열에 있어서 일반적으로 모든 다른 가변 기어단의 적절한 수치 결정이 확정되는 것을 알 수 있을 것이다. 즉 기어 기술에 있어서의 표준적인 순서를 이용함으로써, 가변 기어단의 최대 축간 거리가 통례의 파라미터(재료, 치차의 폭, 기어의 형태등)를 적당하게 고려하면서 최대 토오크로 계산된다.

본 실시예에서 A4=100.5mm라는 결과가 생기고, 여기에서 주어진 최대 변속비, 즉 I4=10은 제3도에 나타낸 A-I 평면상에서 특정점(P1)에 대응한다. 이것에 의해 1개의 가변 기어단 시퀀스(S1)에 대한 곡선(R1), 즉 피니언의 반경이 결정된다. R1(S1)=9.1mm이다. 이것은 (1)식에서 100.5=R1(10+1)에 대응하고 있다.

상기 피치 원반경(R1)을 갖는 동일한 피니언을 설치할 수 있는 모든 가변 기어단은 직선(20)상에 없으면 안된다.

그후 작은 축간거리나 또는 그 다음에 변속비는 자유롭게 선택할 수 있다. 제3도에서는 축간거리 A3=82.7mm가 요구되어 있다고 가정한다. 이 변속비를 동일한 피니언(P2점)에서 달성하기 위해서는 변속비는 8.1이어야 한다. 이것은 (1)식에서 82.7=9.1(I+1)에 대응하고 있다.

상기 변속비 8.1을 결정함으로써 (1)식에서 82.7=R1(10+1)에서 동시에 또 하나의 피니언 반경이 결정(R1(S2)=7.50mm)되고 이 피니언은 82.7mm인 점(P3)라는 축간거리하에서 변속비 10을 실현한다.

또한 이것에 의해 희망 변속비 8.1인 점(P4점)을 실현하려고 하면 동일하게 하여 다음의 축간거리 A2=68.1mm가 얻어진다. 이 축간거리 68.1mm에서 잇수비 10.0인 점(P5점)에 대해 다음의 피니언 반경(R1(S3)=6.2mm)이 결정된다.

여기에서 상기 피니언에 대한 직선 22를 따라 변속비 8.1인 점(P6)까지 내리면 축간거리(A1)=56.0mm가 얻어지고, 이것이 다시 네번째 피니언 반경(R1(S4)=5.1mm)을 결정하게 된다.

축간거리(A2)와 축간거리(A1)의 결정에 의거하여 매트릭스의 모든 가변 기어단을 최소한의 피니언으로 실현하기 위해서는 그 다음의 공칭 변속비는 I2=6.4 및 I1=5.1이라는 값을 취해야만 한다는 결론이 얻어진다.

상기 변속기에서 제2도에 나타내는 매트릭스(M) 제일 아래의 우반분에서 사용하는 피니언의 반경이 R1(S5)=11.1mm, R1(S6)=13.5mm, R1(S1)=16.4mm로 결정되게 된다. 이 대응관계를 알기 쉽게하기 위해 제3도에 대응하는 점을 제2도에서는 난 중앙의 괄호안에 나타냈다.

제3도에 의거하여 설명한 고찰에서 계열에 있어서의 각 가변 기어단에 대해 이상적인 기어 반경과 변속비가 직접적으로 얻어진다. 이것에 의거하여 실제로 사용하는 이상적인 데이터값은 이하의 점을 주의하여 경험적으로 결정된다.

a) 잇수는 정수 스템으로 밖에 변할 수 없다. 또 일반적으로 맞물리는 치차의 잇수가 공약수를 갖지 않도록 노력해야 한다.

b) 비용 절감을 위해서 당업자는 잇수를 최소로 하려고 시도한다. 잇수에 관해서도 최대 통크와 최대 변속비(T4/I4)를 갖는 가변 기어단에서 설계를 개시하면 좋다.

c) 헬리컬 치차 또는 이종의 치형을 사용한 경우에는 상기 이상화된 값으로부터의 편차는 더욱더 커진다.

본 발명의 목적달성을 위해 가변 기어단에 있어서의 축간거리(A1) 및 변속비(Ii)의 증대율을 상관시키기 위한 규칙은 이상적인 조건하에서는 하기 등식에 의해 요약할 수 있다.

Ai/A(i-1)=(Ii+i)/(Ii-1+1)=C=일정 …………………………………… (2)

따라서 하나의 계열내에서 실현이 허용되어 있는 인접한 축간거리 Ai : Ai-1의 관계, 또는 실현이 허용되어 있는 인접한 변속비(Ii+1) : (Ii-1+1)의 관계는 상수 C를 결정함으로써 단번에 결정할 수 있다.

이것에 의해 다른 모든 이상적인(또는 이론적인) 축간거리와 변속비의 증대율이 확정된다.

실제 조건하에서는 등식(2)에 의해 나타난 일반적인 규칙은 정확하게는 지킬 수 없다. 상기 (a)-(c)에 부가하여 Ii와 Ai의 증대율이 등식(2)와 완전하게는 일치하지 않는 규칙에 따르도록 하는 것이 바람직하다고 하는 요구도 종종 있다. 그러나 대부분의 경우 등식(2)의 이상적인 증대율에서 약간 벗어남으로써 이러한 요구를 만족시킬 수 있고, 또 본 발명의 이점을 적어도 어느 정도는 살리는 것이 가능하다.

본 발명의 이점을 최대한 확보하기 위해서는 동일한 피니언(또는 보다 일반적으로 말하면 동일한 기어)을 이용하는 가변 기어단 시퀀스(S1,S2…)의 각각이, 그 축간거리(Ai)와 변속기(Ii)가 매트릭스의 하나의 대각선상에 있는 계열의 모든 가변 기어단을 갖추도록 해야 한다.

본 명세서에서 든 모든 예는 바로 그렇게 되어 있다.

그러나, 등식(2)의 증대율로부터의 이탈을 강요하는 요구가 있었을 경우에는 동일한 피니언이 이용되는 가변 기어단의 시퀀스는 매트릭스 대각선의 전체의 길이보다도 짧아져 버리는 일도 있다. 바람직하게는 하나의 가변 기어단의 시퀀스는 동일한 치차를 포함하는 적어도 3종의 변이단 사이즈를 포함하고 있도록 Ai와 Ii의 증대율이 결정되는 것이 바람직하다. 일반적으로 말하면 등식(2)에 의해 결정되는 하나의 변속장치 계열내에 있어서의 Ai와 Ii의 정확한 증대율로부터의 이탈은 바람직하게는 +/-5% 보다 작고 최소한 +/-3% 이하로 해야한다.

상기 내용에서 언급한 변속장치 계열이라는 용어는 어느 메이커가 그 제조품목내에서 계열로서 제공하고 있는 것과는 반드시 대응하지 않는 것을 언급해 두어야 할 것이다. 특히 그들이 계열이라고 부르는 제조품목의 일부를 형성하기 위해 본 발명의 의의에서 두개 또는 그 이상의 계열을 조합시켜도 되는 것은 자명하다고 하는 것도 언급해 두어야 할 것이다. 여기에서 본 발명의 의의란 본질적으로 등식(2)와 대응하는 변속비(Ii) 및 축간거리(Ai)의 증대율을 갖고 있다고 하는 것이다. 본질적으로란 이미 언급한 제한내에서 이해되어야 할 것이다.

일반적으로 본 발명을 기초로 하여 매우 만족되는 결과가 전체적으로 얻어지는 것이 실제로 확인되고 있다. 이것을 예를 들어 나타내기 위해 제4도에서는 각각의 경우에 있어서 7종의 다른 변이단 사이즈와 변속비를 포함하는 가변 기어단 계열의 데이터값의 매트릭스를 나타냈다.

란내의 데이터는 제2도에 있어서의 데이터와 거의 대응해 있다. 이와 같은 광범한 계열의 사례에 있어서도 본 발명은 가변 기어단에서 필요한 피니언의 갯수를 최소로 하는 것이 분명하다(예에서는 49개 대신에 13개로 되어 있다). 또 이 예는 실제의 헬리컬 치차 변속장치에 대한 것이다.

제4도에서는 또, 다른 시퀀스의 피니언에 대해 동일 잇수 Z1=12가 이용되고 있다. 이것은 많은 가변 기어단에 대해 어느 설계제약하에서 최소한의 잇수 사용을 가능하게 하는 것이다.

이와 같은 최소 잇수는 최대 허용 토크용량을 주는 것은 당업자에게 있어서 주지이다. 이 실시예에서는 보다 큰 변이단 사이즈(축간거리)와 작은 변속비의 경우에 대해서만 잇수를 약간 늘리는 것을 요구하고 있는 것에 지나지 않는다.

본 발명의 또 하나 다른 실시예에 있어서 다른 시퀀스의 피니언은 동일한 잇수는 갖지 않지만, 동일한 모듈을 갖고 있다고 하는 것이다. 분명하게 이 결과로서 이들 피니언과 맞물리는 치차도 동일한 모듈을 갖게된다. 이것은 다른 피니언 및 큰 치차가 동일한 공구로 제조할 수 있게 되기 때문에 그만큼 제조의 지출을 감소시키게 된다. 이 구체예를 제5도에 나타냈다. 여기에서 매트릭스의 모든 치차는 불과 3종의 다른 모듈, 즉 0.8, 1.4 및 2.5밖에 갖고 있지 않다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 여러가지 변이단 사이즈로 여러가지 변속비를 실현하면서 필요한 치차의 수를 극적으로 줄일 수 있고, 또 변속비와 축간거리에 의거한 계열화가 가능하게 되기 때문에 케이싱의 수도 증대시키지 않아도 되는 뛰어난 효과가 얻어진다.

Claims (8)

1. 한쌍의 치차(5,6)로 된 가변 기어단(3)을 갖춘 변속장치 계열에 있어서, 이 계열내의 상기 가변 기어단(3)은 각 축간거리가 Ai로된 실현이 허용된 변이단 사이즈(Bi)의 레인지를 포함함과 동시에 모든 변이단 사이즈(Bi)에 대해 동일 종류의 변속비(Ii)의 레인지를 포함하고, 그때문에 상기 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)가 하나의 매트릭스(M)를 형성하고, 또 그 매트릭스(M)상에서 복수의 변이단 사이즈(Bi)에 대각선형으로 걸쳐 있는 가변 기어단의 시퀀스(Si)에 동일한 치차가 추가되도록 상기 축간거리(Ai) 및 변속비(Ii)의 매트릭스상의 증대율이 상관지어진 것을 특징으로 하는 변속장치 계열.
2. 제1항에 있어서, 상기 가변 기어단 시퀀스(Si)를 복수 갖춤과 동시에 각각의 가변 기어단 시퀀스(Si)가 복수의 변이단 사이즈(Bi)에 걸쳐 동일한 치차가 추가되도록 구성된 변속장치 계열.
3. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)가 동일한 치차(5)가 추가된 적어도 3종의 변이단 사이즈(Bi)를 갖추고 있는 변속장치 계열.
4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)가 그 축간거리(Ai)와 변속비(Ii)가 매트릭스 동일 대각선상에 위치하는 계열의 모든 변이단 사이즈(Bi)를 갖추고 있는 변속장치 계열.
5. 제2항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 가변 기어단 시퀀스(Si)상에서 동일하게 되는 치차가 계열의 복수 가변 기어단 시퀀스(Si)에 있어서 동일한 잇수를 갖는 변속장치 계열.
6. 제2항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 가변 기어단 시퀀스(Si)상에서 동일하게 되는 치차가 계열의 복수 가변 기어단 시퀀스(Si)에 있어서 동일한 모듈을 갖는 변속장치 계열.
7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 가변 기어단 시퀀스(Si)상에서 동일하게 되는 치차가 다수의 다른 접속상태로 설계되는 변속장치 계열.
8. 제1항에 있어서, 변속장치가 다단기어단으로 되고, 또 동일한 변이단 사이즈(Bi)의 가변 기어단(3,4)을 갖는 계열에 있어서의 다단기어단(14,15)의 변속장치는 가변 기어단 이외의 다른 기어단에 관해서는 동일하게 되어 있는 변속장치 계열.

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