KR100303452B1 - 감속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동기관에 의해 입력축으로 입력되는 동력의 회전수를 일정한 회전속도로 감속시켜 출력축으로 전달하도록 하는 감속장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, 일측 고정판에 회전가능토록 설치되어 동력원으로부터 전달받은 회전력에 의해 회전하는 입력축에 외감형성된 제1선기어와, 상기 고정판의 소정위치에 결합된 제1고정축에 회전가능토록 축설되며 제1선기어에 치합되어 회전력을 전달받는 적어도 하나 이상의 제1차동기어와 상기 고정판의 소정위치에 결합된 제2고정축에 회전가능토록 축설되며 제1차동기어에 치합되어 회전력을 전달받는 제2차동기어와, 상기 입력축에 동축적으로 설치되며 제2차동기어 내측으로 치합되는 제3선기어와 소정거리로 이격된 제4선기어가 일체로 형성된 중공축과, 상기 제4선기어에 내치합되어 제2차동기어로부터 회전력을 전달받도록 된 제3차동기어와, 상기 제3차동기어에 치합되는 제4차동기어와, 상기 제3차동기어와 제4차동기어가 자전함과 동시에 입력축을 중심으로 공전할 수 있도록 하기 위하여 제3,4차동기어에 축설된 제3, 제4고정축의 상하단을 고정하도록 타측 고정판에 축설된 출력축의 상단에 형성되는 출력축의 상단에 형성된 제1,제2캐리어를 포함한다.

따라서, 각 차동기어의 잇수비에 의한 회전속도와 자전속도를 서로 다르게 하여 그 차감된 회전수에 따라 감속비를 얻을 수 있어 기어의 증가 없이도 감속비를 손쉽게 얻을 수 있도록 함은 물론 고부하상태에서도 하중전달 능력이 탁월하여 진동과 소음을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제작비용을 절감시킬 수 있도록 하는 감속장치를 제공한다.

[색인어]

감속장치

Description

감속장치

제1도는 본 발명에 의한 감속장치의 전체적인 조립상태를 도시한 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 감속장치의 동력전달과정을 도시한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 입력축 11 : 제1부분

12 : 제2부분 13 : 제1선기어

14 : 제2선기어 20 : 중공축

21 : 제3선기어 22 : 제4선기어

30,31 : 고정판 40 : 차동기어

41 : 제2차동기어 42 : 제3차동기어

43 : 제4차동기어 50,51,52,53 : 고정핀

60 : 제1캐리어 61 : 제2캐리어

62 : 내경부 70 : 출력축

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 구동기관에서 입력축으로 입력되는 동력의 회전수를 일정한 회전속도로 감속시켜 출력축에 전달하도록 하는 감속장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 사용되어진 감속장치는 기어들의 잇수에 의하여 한정된 범위 안에서만 감속을 시키는 구조로 이루어져 있어 큰 감속비를 얻기 위해서는 비례하여 기어의 잇수를 증가시키거나 고가의 싸이클로이드(Cycloid)감속장치를 사용하였다.

따라서, 이러한 기어의 잇수에 의한 감속방식으로는 입력축과 출력축을 동일선상에 설치할 수 없고 이를 설치하기 위해서는 넓은 설치공간을 필요로 함은 물론 이로 인한 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

또 입력축에 전달된 하중에 의하여 각 기어들의 치합이 고르지 못하여 이로 인한 각 기어들의 마찰에 의한 소음이나 진동이 발생하게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 “대한민국 특허출원 95-65778호(출원일 1995년 12월 29일)”에 선출원하였으며 이를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

선출원에서는 링기어를 포함한 유성기어와 차동기어세트를 복합적으로 치합시킨 것으로 많은 기어들을 증가시키지 않고 구성된 기어의 잇수만을 조정하여 큰 감속비를 구할 수 있으며 고부하에서도 동력전달능력이 우수하고 구조도 단순한 감속장치를 제공하였으며 본 발명에서는 링기어를 사용하지 않고 두세트의 차동기어를 복합시킨 방법과 캐리어가 감속되어 출력되도록 한 점에서 차이가 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로써, 차동기어들의 잇수비에 의한 자전속도와 회전방향을 다르게 하여 그 차감된 회전수에 따라 감속비를 얻을 수 있게 함으로써 기어의 증가 없이도 큰 감속비를 손쉽게 얻을 수 있도록 함은 물론 고부하 상태에서도 하중전달 능력이 탁월하여 진동과 소음을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 단순한 구조의 제공으로 제작비용을 절감시킬 수 있도록 하는 감속장치를 제공하는 데 있다.

[발명의 구성]

이하, 본 발명에 의한 감속장치를 첨부된 도면을 참조하여서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기관의 구동축으로부터 구동력이 입력되는 입력축(10)을 일측 고정판에 베어링(10a)로 축설하고, 상기 입력축(10)을 제1부분(11)과 제2부분(12)으로 구분하되, 상기 전방의 제1부분(11)에는 제1선기어(13)를, 제2부분(12)의 후반에는 제2선기어(14)를 형성한다.

또한, 상기 제1선기어(13)와 제2선기어(14)의 사이에는 입력축(10)으로부터 소정거리 이격된 상태로 동축적으로 결합될 수 있도록 중공된 중공축(20)을 입력축(10)에 설치한다.

그리고, 상기 중공축(20)에는 제1선기어(13)의 일측방향으로 제3선기어(21)를 형성하고, 상기 중공축(20)의 타측방향으로는 제2선기어(14)와 소정거리로 이격되게 제4선기어(22)를 형성한다.

또한, 상기 제3선기어의 후방측으로 소정거리 이격된 위치의 중공축에 또 다른 고정판(31)을 외감하며, 그 사이에는 제1,제2고정축(50)(51)을 삽입하여 일체로 고정시킨다.

그리고, 상기 제1고정축(50)에는 입력축(10)의 제1선기어(13)와 치합되는 제1차동기어(40)를 설치하고, 제2고정축(51)에는 제1차동기어(40)에 치합되며, 상기 제1차동기어(40)와 크기가 같거나 다른 제2차동기어(41)를 설치하며, 상기 제1,제2고정축(50)(51)에 대하여 제1,2차동기어(40)(41)의 회전이 자유롭도록 베어링(41a)(41a)을 각각 삽입하고, 일측으로는 유동을 방지하기 위하여 링(40b)(41b)을 설치하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제1선기어(13)에 치합된 제1차동기어(40)의 하방측에 제2차동기어(41)의 전반부가 치합되고, 제2차동기어(41)의 후방 내측으로 제3선기어(21)가 치합되도록 설치함으로써 한 조의 차동기어세트(가)가 구성된다.

또한, 상기 입력축(10)상에 동축적으로 설치된 중공축(20)에는 적정한 내경을 갖는 제1캐리어(60)와, 입력축(10)의 일측단부가 삽입되어 지지되도록 내경부(62)를 갖으면서 출력축(70)과 일체로 형성된 제2캐리어(61)가 함께 회전하고 지지되도록 제3,제4고정축(52)(53)을 삽입하여 고정시키는 바, 상기 제3고정축(52)에는 제4선기어(22)와 치합하는 제3차동기어(42)를 설치하고, 제4고정축(53)에는 제2선기어(14)와 치합되며, 제2선기어보다 크기가 같거나 다른 제4차동기어(43)를 설치한다.

여기서 제1,제2고정축(52)(53)에는 베어링(42a)(43a)과 링(42b)(43b)을 전술한 고정핀(50)(51)의 방법과 동일한 방법으로 설치한다.

따라서, 상기 제4선기어(22)에 치합하는 제3차동기어(423)의 후방측에 제4차동기어(43)의 전반부를 치합하고 제4차동기어(43)의 후방내측으로 제2선기어(14)가 치합되도록 설치하여 차동기어세트(나)를 구성한다.

여기서, 상기 제1고정축(50)과 제1차동기어(40), 링(40b)은 한 조를 이루어 회전체의 안전성을 위해 두 조 이상을 설치하고 같은 방법으로 제2고정축(51) 제2차동기어(41), 링(41a)을 한 조로 이루어 두 개조 이상으로 설치하며, 이렇게 설치되는 숫자는 한정되는 것이 아니며 동일한 방법으로 설치되는 고정축의 각 차동기어 및 링도 마찬가지다.

이상과 같이 본 발명에 의한 감속장치의 동력전달과정 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제4도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 감속장치의 동력전달과정은 편의상 시계방향으로 회전하는 방향을 입력축(10)의 방향으로 하고 도면상에서는 ↑ 방향으로 정의하여 설명하기로 한다.

[동력 전달과정]

이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기관의 구동축으로부터 시계방향의 회전력이 입력축(10)을 통하여 입력되면 입력축(10)이 회전하면서 입력축(10)과 일체로 형성된 제1선기어(13)와 제2선기어(14)가 동일한 방향으로 회전시킨다.

따라서, 상기 제1선기어(13)에 치합된 제1차동기어(40)가 제1고정축(50)을 중심으로 제1선기어(13)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되며, 제1차동기어(40)에 치합된 제2차동기어(41)는 1차감속되어 제1선기어(13)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 제2차동기어(41)에 치합된 제3선기어(21)는 1차감속된 상태로 제1선기어(13)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되는 바, 이 과정을 요약하면, 상기 입력축(10)을 통하여 하나로 입력된 동력이 제1선기어(13)와 제2선기어(14)로 분류되어 전달되는 상태이며, 1차감속의 효과와 더불어 2차감속을 위하여 입력되는 동력의 회전방향을 전환시키는 과정이다.

그리고, 상기 제3선기어(21)와 일체로 형성된 제4선기어(22)는 제3선기어(21)를 동일한 방향으로 회전하게 되고, 제4선기어(22)에 치합된 제3차동기어(42)를 입력축(10)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전시킨다.

또, 상기 제3차동기어(42)에 치합되고 동시에 제2선기어(14)와 치합된 제4차동기어(43)는 입력축(10)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되고, 제3,제4고정축(52)(53)에 의하여 제3차동기어(42)와 제4차동기어(43)를 지지하는 제1캐리어(60)와 제2캐리어(61)를 입력축(10)과 동일한 방향으로 회전시킨다.

따라서, 제2캐리어(61)와 일체로 형성된 출력축(70)이 2차감속된 상태에서 입력축(10)과 동일한 방향으로 회전하게 된다.

즉, 이러한 상태는 분류된 두계통의 각각 다른 회전이 제4차동기어(43)에서 하나의 회전으로 합류하는 과정이며, 이때, 제2선기어(14)의 회전방향과 동일하게 회전하는 제1,2캐리어(60)(61)의 회전은 제2선기어(14)의 회전에 의하여 회전하는 제4차동기어(43)의 회전에서 반대방향으로 회전하고 있는 제3차동기어(42)의 회전을 차감한 회전에서 결정된다.

실예로, 상기 제2선기어(14)에 의한 제4차동기어(43)의 회전과 제4선기어(22)에 의한 제3차동기어(42)의 회전수가 동일하다고 하면, 제3차동기어(42)와 제4차동기어(43)들은 각 제3,제4고정축(52)(53)에서 자전만 일어날 뿐 제1,2캐리어(60)(61)와 함께 회전하는 공전은 이루어지지 않는다.

즉, 입력축(10)을 통한 회전이 두 계통으로 분류되어 전달되고 다시 하나로 합류되는 과정에서 자전속도의 차이가 감속비가 되도록 한 것이다.

한편, 다음은 본 발명에 의한 감속장치의 일 실시예를 설명한 것으로, 사용되는 기어들의 잇수를 필요 감속비에 따라 적절히 조정하면 그 에 따른 출력축(70)의 회전수를 얻을 수 있으며, 출력축(70)의 감속비를 구하는 공식은 다음과 같다.

*출력축의 회전수=(D/C+D)-[(A/B)×(C/(C+D)]

예를 들어, 각 기어의 잇수를 제1선기어(13)=A, 제3선기어(21)=B, 제4선기어(22)=C, 제2선기어(14)=D라 하면, 상기 공식에 의하여 필요한 입력축(10)과 출력축(70)의 감속비를 구할 수 있다.

그리고, 필요에 따라 출력축(70)의 회전방향이 입력축(10)의 회전방향에 대하여 반대방향이 필요할 때에는 제1선기어(13)와 제2선기어(14)를, 그리고, 제3선기어(21)와 제4선기어(22)의 잇수를 서로 바꿔서 설정하면 가능하다.

참고로 다음 표는 각 기어의 잇수와 그에 따른 감속비(입력회전수대 출력회전수)를 나타낸 것이다.

[표 1]

상술한 바와 같이 본 발명은 구동력을 입력축(10)에 전달하고 그 회전을 감속하여 출력축(70)에 전달 할 때 별도의 기어 개수를 증가시키지 않고도 구성된 기어의 잇수만을 조정하여 필요한 감속비를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 구성의 특성상 고부하상태에서도 각각의 기어가 편심회전하는 현상이 발생하지 않으므로 내구성이 뛰어나고 구조가 단순하여 생산비절감 및 제작비용의 절감과 더불어 전달효율이 높은 장점들이 있다.

그리고, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 기초로 한 모든 감속장치에서 구동되는 회전을 출력축에 감속하여 출력시킬 수 있는 장치에 응용할 수 있음은 물론 본 발명의 범위 안에서 수정 및 변경을 가할 수 있는 것이다.

[발명의 효과]

이상과 같은 본 발명은 두 계통으로 분류되어 한 조를 이루는 차동기어세트의 잇수비에 의한 자전속도와 회전방향을 서로 다르게 하여 그 차감된 회전수에 따라 감속비를 얻을 수 있어 기어의 증가 없이도 큰 감속비를 손쉽게 얻을 수 있도록 함은 물론 고부하 상태에서도 하중전달 능력이 탁월하여 진동과 소음을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 그 구조를 단순화 하여 제작비용을 절감시킬 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 일측 고정판에 회전가능토록 설치되어 동력원으로부터 전달받은 회전력에 의해 회전하는 입력축에 외감형성된 제1선기어와, 상기 고정판의 소정위치에 결합된 제1고정축에 회전가능토록 축설되며 제1선기어에 치합되어 회전력을 전달받는 적어도 하나 이상의 제1차동기어와, 상기 고정판의 소정위치에 결합된 제2고정축에 회전가능토록 축설되며 제1차동기어에 치합되어 회전력을 전달받는 제2차동기어와, 상기 입력축에 동축적으로 설치되며 제2차동기어 내측으로 치합되는 제3선기어와 소정거리로 이격된 제4선기어가 일체로 형성된 중공축과, 상기 제4선기어에 내치합되어 제2차동기어로부터 회전력을 전달받도록 된 제3차동기어와, 상기 제3차동기어에 치합되는 제4차동기어와, 상기 제3차동기어와 제4차동기어가 자전함과 동시에 입력축을 중심으로 공전할 수 있도록 하기 위하여 제3,4차동기어에 축설된 제3,제4고정축의 상하단을 고정하도록 타측 고정판에 축설된 출력축의 삼단에 형성되는 제1 제2캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.