KR100775652B1

KR100775652B1 - 자동 감속율 전환장치

Info

Publication number: KR100775652B1
Application number: KR1020060082110A
Authority: KR
Inventors: 시게카즈 나가이; 아키오 사이토; 류이치 마스이; 마사키 이마무라
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2007-11-13
Also published as: DE102006039652A1; US7510495B2; JP2007092982A; US20070049453A1; JP4899083B2; KR20070026083A; DE102006039652B4

Abstract

태양기어 (216), 유성 기어 (218a에서 218c)와 내부 기어 (220)에 설치된 헬리칼 기어는 25도 이상 45도 이하의 헬리칼 각도 θ을 가진다. 상기 잠금 영역 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 상기 내부 기어 클러치 (230a에서 230d, 231a에서 231d)의 각 멈춤쇠의 상승각 γ은 관계식 0≤tan γ<(ŋ·di)/{dp·tan(90-α)}을 만족시키며, 여기서 α는 상기 태양 기어의 헬리칼 각도, η는 슬라이딩 스크류로 사용되는 상기 태양 기어의 스크류 효율, dp는 상기 태양 기어의 피치 원 지름, 그리고 di은 상기 멈춤쇠의 토크가 응용되는 중심을 정의하는 내부 기어의 외부 지름이다.

태양기어, 유성기어

Description

자동 감속율 전환장치{AUTOMATIC SPEED REDUCING RATIO-SWITCHING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 기준 예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 확대 단면도이다.

도 2는 본 발명의 기준 예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 축 방향의 수직 단면도이다.

도 3A는 도 1에 도시된 자동 감속율 전환 장치의 일부인 유성 기어를 도시하는 수직 단면도이며, 도 3B는 도 3A의 IIIB-IIIB선을 따라 절단한 측단면도이다.

도 4는 상기 유성 기어와 내부 기어 사이에서 맞물린 부분을 도시하는 부분 확대 수직 단면도이다.

도 5는 부분 절단된, 본 발명의 기준 예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 단면도이다.

도 6은 고속 회전상태에서 태양 기어, 유성 기어와 내부 기어를 보여주는 측면도이다.

도 7은 미리 설정된 토크를 넘는 부하가 캐리어에 가해질 때 상기 태양 기어, 상기 유성 기어 그리고 상기 내부 기어를 보여주는 측면도이다.

도 8은 부분 절단된, 본 발명의 기준 예에 따른 자동 감속율 전환 장치의 잠 금 상태를 도시하는 단면도이다.

도 9는 상기에 설명된 상기 태양 기어, 상기 유성 기어 그리고 상기 내부 기어를 도시하는 측면도이다.

도 10은 상기 태양 기어가 반전된 직후 상기 태양 기어, 상기 유성 기어 그리고 상기 내부 기어를 도시하는 측면도이다.

도 11은 상기 태양 기어가 반전되고 고속으로 회전되는 상태에서 상기 태양기어, 상기 유성 기어 그리고 상기 내부 기어를 도시하는 측면도이다.

도 12는 부분 절단된, 본 발명의 기준 예에 따른 자동 감속율 전환 장치의 잠금 상태를 도시하는 단면도이다.

도 13은 도 8을 참조하여 상기 출력 샤프트에 대한 부하가 줄어든 상태에서, 상기 태양 기어, 상기 유성 기어 그리고 상기 내부 기어의 방향을 도시하는 측면도이다.

도 14는 도 8을 참조하여 내부 기어 클러치와 잠금 상태가 서로 맞물린 부분을 도시하는 확대도이다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 확대 사시도이다.

도 16은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 수직 단면도이다.

도 17A는 내부 기어가 조임 메카니즘에 의해 유지되는 상태를 도시하는 부분 확대 수직 단면도이고 도 17B와 17C는 상기 내부 기어가 상기 조임 메카니즘으로부 터 해제된 상태를 도시하는 부분 확대 수직 단면도로서 상기 내부 기어는 입력 샤프트 방향으로 각각 수평으로 이동한다.

도 18은 상기 헬리칼 기어의 상기 헬리칼 각도를 도시하는 확대 단면도이다.

도 19는 힘 F1과 f1의 도시 도면으로서, F1은 상기 내부 기어의 발생 힘 (추진력)을, f1은 상기 내부 기어의 구성 요소의 힘을 각각 표시한다.

도 20은 힘 F2와 f2의 도시 도면으로서, F2는 상기 내부 기어의 발생 힘 (추진력)을, f2는 상기 내부 기어의 구성 요소의 힘을 각각 표시한다.

도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 사시도이다.

도 22는 도 21에 도시된 자동 감속율 전환 장치를 축 방향으로 절단한 수직 단면도이다.

도 23은 도 21에 도시된 자동 감속율 전환 장치에 설치된 클러치 메카니즘을 도시하는 확대 사시도이다.

도 24는 제1 변형 실시예에 따른 캐리어를 도시하는 사시도이다.

도 25는 도 24에 도시된 XXV-XXV선을 따라 절단한 수직 단면도이다.

도 26은 제2 변형 실시예에 따른 캐리어를 도시하는 사시도이다.

도 27은 제3 변형 실시예에 따른 캐리어를 도시하는 사시도이다.

도 28은 제4 변형 실시예에 따른 캐리어를 도시하는 사시도이다.

도 29는 부분적으로 생략된, 본 발명의 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 휠을 작동하기 위한 모터에 응용된 측면도이다.

도 30은 회전수와 토크 사이의 관계를 도시하는 모터 특징을 보여주는 그래프이다.

도 31은 회전수와 토크 사이의 관계를 도시하는 모터 특징을 보여주는 그래프이다.

도 32A는 회전수와 토크 사이의 관계가 선형인 완벽한 점성 특징을 보여주는 그래프이며, 도 32B는 회전수와 토크 사이의 관계가 변하는 정적 마찰과 점성 특징을 보여주는 그래프이다.

도 33은 회전수와 토크 사이의 관계를 도시하는 점성 특징을 보여주는 그래프이다.

도 34A는 스프링에 의해 눌려서 볼이 조여지는 감금 메카니즘을 보여주는 수직 단면도이고 도 34B는 스프링에 의해 눌려서 마찰 부재가 조여지는 정적 마찰 메카니즘을 보여주는 수직 단면도이다.

도 35는 락업 메카니즘이나 원심 클러치 메카니즘의 존재 또는 부재에 따른, 회전수에 대한 토크의 변화를 도시한 특징을 보여주는 그래프이다.

도 36은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 프레스 기계에 부착된 개략적인 구성이다.

도 37은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 축 펌프를 작동하기 위해 모터에 부착된 개략적인 구성이다.

도 38은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 볼 스크류 메카니즘을 작동하기 위해 모터에 부착된 개략적인 구성이다.

도 39는 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 볼 스크류 메카니즘을 작동하기 위한 모터에 부착된 개략적인 구성이다.

도 40은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 축 펌프를작동하기 위해 모터에 부착된 개략적인 구성이다.

도 41은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 컨베이어를 작동하기 위해 기어 모터에 부착된 개략적인 구성이다.

도 42는 전기 드릴을 보여주는 정면도이다.

도 43은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 전기 드릴의 드릴 부재를 작동하기 위하여 모터에 부착된 사시도이다.

도 44는 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 스크류 조임 기계의 모터에 부착된 사시도이다.

도 45는 기어 모터의 회전수에 대한 토크 변화를 도시하는 특징을 보여주는 그래프이다.

도 46은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 워크피스를 회전시키기 위해 회전 엑추에이터에 부착된 것을 특징으로 하는 사시도이다.

도 47은 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 전기 휠체어를 작동하기 위해 모터에 부착된 것을 특징으로 하는 사시도이다.

도 48은 전기 휠 체어가 한 단 위로 올라간 상태를 도시하는 측면도이다.

도 49는 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 클램프 장치에 부착된 것을 특징으로 하는 사시도이다.

도 50은 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 슬라이드 문을 도시하는 정면도이다.

도 51은 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 전기 의자를 도시하는 사시도이다.

도 52는 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 전기기계 엑추에이터를 도시하는 수직 단면도이다.

도 53은 종개 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 전기 패스너를 도시하는 수직 단면도이다.

도 54는 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 클램프 장치를 도시하는 수직 단면도이다.

도 55는 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 자동 토크 전환 장치를 도시하는 수직 단면도이다.

도 56은 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 전기 기계 휠 브레이크 장치를 도시하는 수직 단면도이다.

도 57은 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 토크 전환 장치를 도시하는 수직 단면도이다.

도 58은 종래 기술에 공지된, 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치가 부착된 전기 휠체어를 도시하는 수직 단면도이다.

도 59A에서 59D는 본 발명의 상기 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치와 유성 기어 메카니즘의 결합 방식을 각각 도시하는 개략적인 구성이다.

도 60은 도 2에 도시된 자동 감속율 전환 장치를 구성하는 입력 샤프트와 유성 기어 사이에서 레블록 원심 클러치와 다중 디스크 마찰 클러치가 통합된 구조를 도시하는 수직 단면도이다.

도 61은 도 22에 도시된 자동 감속율 전환 장치를 구성하는 입력 샤프트와 유성 기어 사이에서 레블록 원심 클러치와 다중 디스크 마찰 클러치가 통합된 구조를 도시하는 수직 단면도이다.

본 발명은 출력 샤프트에서 예를 들어, 다른 부재로 전달된 속도 감속율을 자동적으로 전환할 수 있는 자동 속도 감속율 전환 장치 또는 가해진 부하가 소정의 토크를 넘어설 때 행성 기어 메카니즘을 사용하는 장치에 관한 것이다. 앞으로 언급되겠지만 본 발명은 다양한 분야에 광범위하게 응용되고 활용될 수 있다.

속도 감속율 전환 메카니즘은 예를 들어, 건설기기와 같은 기계 시스템에 응용되었다. 이런 기계 시스템에서, 전기 시스템은 링크 메카니즘을 작동하는 확장/축소 동작 시스템에서 엑추에이터로 사용된다.

이런 전기 실린더에서, 회전 샤프트는 케이싱내의 전기 모터의 입력 부분에 연결되며 스크류 샤프트는 상기 회전 샤프트내에 배치된다. 상기 스크류 샤프트는 상기 케이싱내에 회전되도록 지지되는 너트 부재로 스크류 결합된다. 다양한 속도 감속율을 가지는 두 쌍의 행성 기어 메카니즘은 상기 회전 샤프트와 상기 너트 부재 사이에 설치된다. 각 상기 행성 기어 메카니즘은 상기 원통형 케이싱 내에 설비된 태양 기어와 내부 기어와 각각 맞물려 유성 동작을 수행하는 태양 기어와 유성 기어로 구성된다. 각 태양 기어들은 결합 방향이 다른, 전진 회전 방향과 반대 회전 방향으로 구성된 일방향 클러치를 통해 상기 회전 샤프트에 연결된다. 상기 각 행성 기어 메카니즘의 유성 기어를 회전 지원하는 행성 지원 샤프트는 상기 너트 부재에 연결된다.

상기 전기 실린더에서, 상기 전기 모터가 전진 회전 방향으로 작동 회전될 때 상기 회전 샤프트는 전진 회전 방향으로도 회전되는 반면에, 상기 너트 부재는 작은 속도 감속율을 가지는 상기 행성 기어 메카니즘의 도움으로 상기 전진 방향으로 회전되며 상기 스크류 샤프트는 확대될 수 있는 방법으로 작동하고 이동한다. 다른 한 편, 상기 전기 모터가 반대 회전 방향으로 작동하고 회전할 때, 상기 회전 샤프트도 반대 회전 방향으로 회전하는 반면에, 상기 너트 부재는 큰 속도 감속율을 가지는 상기 행성 기어 메카니즘의 도움으로 상기 반대 회전 방향으로 회전하며, 상기 스크류 샤프트는 축소가능한 방법으로 작동하고 이동한다. (일본 공개 특허 공보 2003-184982 참조)

그러나, 상기에 설명된 전기 실린더에서는 상기 스크류 샤프트가 확장/축소 동작을 수행하기 위하여 여러 감속율을 가지는 두 유형의 행성 기어 메카니즘을 사용할 필요가 있다. 이 경우, 부품의 개수는 증가하고 전체 전기 실린더는 크기가 증가한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 전기 실린더의 상기 행성 기어 메카니 즘을 사용할 때, 확장 동작은 큰 추진력을 가지고 저속으로 실행되는 반면에, 축소 동작은 상기 전기 실린더에 가해진 부하 토크의 세기에 상관없이 작은 추진력을 가지고 고속으로 실행된다. 그러므로, 상기 스크류 샤프트의 이동 속도는 상기 전기 실린더에 가한 부하 토크가 작을지라도 확장 동작 동안에 고속으로 증가하여 수행된다.

이런 면에서, 본 출원인은 자동 감속율 전환 장치를 제안하였는데, 이 장치는 토크를 조절할 수 있고, 따라서 상기 엑추에이터에 포함된 변위 부재의 동작에 대하여 상기 감속율을 자동으로 전환하여 고속으로 토크를 전달할 수 있다. (일본 공개 특허 공보 2006-22950 참조)

본 발명의 목적은 예를 들어, 기어나 구성 부품 같은 것들을 설정하고 이런 구성 부품들 사이에 관계를 설정하여 기술에 지식이 있는 자에 의하여 편리하고 최적으로 생산될 수 있는 자동 감속율 전환 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 비틀림 기어는 태양 기어, 유성 기어와 내부 기어를 정의하는 데 사용되며 나아가 점성 저항 부재는 상기 내부 기어와 캐리어의 내부 섹션 사이에 제공된다. 따라서, 미리 설정된 토크를 넘어서는 부하가 상기 캐리어에 가해질 때 상기 내부 기어는 입력 샤프트 방향이나 출력 샤프트 방향 또는 출력 샤프트 방향으로 상기 내부 기어와 상기 캐리어 사이의 회전 속도의 상대적인 차이에 기반하여 평행 변위를 겪는다. 따라서, 상기 캐리어에 연결된 상기 출력 샤프트로 부터 엑추에이터의 변위 부재에 전달되는 감속율을 자동으로 전환할 수 있다.

이 구성에서, 상기 헬리칼 기어의 기울기 θ은 45도를 넘도록 설정되어 예를 들어, 축 방향으로 변위를 야기하는 힘이 상기 유성 기어에 가해진다. 상기 유성 기어의 말단 표면은 슬라이딩 동작을 하는 상기 캐리어와 접촉한다. 초과의 마찰 저항은 상기 유성 기어와 상기 캐리어에 작용하도록 허락되어 상기 유성 기어의 회전이 중지된다. 다른 한 편, 상기 헬리칼 기어의 기울기 θ는 25도보다 적게 설정되어 축 방향으로 내부 기어를 변위하도록 작용하는 힘 (추진력)이 약해지고 상기 내부 기어의 반응 민감도 (반응속도)가 저하된다.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 상기 태양 기어, 상기 유성 기어와 상기 내부 기어를 구성하는 상기 헬리칼 기어는 25도 이상 45도 이하의 기울기 θ를 가지는 것이 적절하다.

본 발명에 따르면, 멈춤쇠의 상승각 γ가 관계식 0≤tan γ<(ŋ·di)/{dp·tan(90-α)}을 만족시키도록 설정된다. 따라서, 상기 멈춤쇠의 높이는 적절히 설정되어, 상기 멈춤쇠의 과도한 마모와 뿌리 부분의 붕괴는 피할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 링의 파괴나 변형량은 다음과 같은 이유로, 0.5%이상 1.5%이하로 적절히 설정된다. 즉, 두번째 봉합 메카니즘으로 기능하는 상기 링의 변형량이 1.5%를 넘는다면, 회전 저항은 심하게 증가하여 전체 기어의 효율은 낮아진다. 다른 한편, 만약 상기 변형율이 0.5% 이하이고 봉합 기능이 떨어진다면 그리스가 셀 것이다.

게다가, 본 발명에 따르면, 락 단면이 상기 내부 기어의 락 수용 섹션에 접 하면 이런 락 섹션을 포함하는 원통형 부재는 제1 베어링과 제2 베어링 사이에서 회전한다. 따라서, 그 접합부에 가한 충격은 완충되어 가능한 한 철저하게 접합부를 제어하는 것이 가능하다.

더우기, 본 발명에 따르면, 기어와 같은 상기 장치를 이루는 구성 부품과 이런 구성 부품 간의 관계는 상기에 언급한 바와 같이 설정된다. 따라서, 상기 장치는 기술에 지식이 있는 사람들에 의해 편리하고 선택적으로 생산될 수 있다.

본 발명의 상기에 언급되었거나 기타의 목적, 특징 그리고 장점은 본 발명의 실시예들이 예시를 위하여 도시된 첨부 도면을 참고하여 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어(220)를 구성하는 상기 헬리칼 기어의 헬리칼 각도 θ가 25도이상 45도 이하인 것을 특징으로 한다.

또, 입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 브레이크 메카니즘은 상기 행성 기어 메카니즘 (214)을 가진 하우징 속에 설비된 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 상기 내부 기어 (220)의 원주 엣지 부분에 배치된 내부 기어 클러치 (230a에서 230d, 231a에서 231d)를 포함하며,

상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 상기 내부 기어 클러치 (230a에서 230d, 231a에서 231d)의 각 멈춤쇠의 상승각 γ은 다음 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

0≤tan γ<(η·di)/{dp·tan(90-α)}

α: 상기 태양 기어의 헬리칼 각도

η: 슬라이딩 스크류로 사용되는 상기 태양 기어의 스크류 효율

dp: 상기 태양기어의 피치 원 지름

di: 상기 내부 기어의 외부 지름 (상기 멈춤쇠 토크의 적용 중심)

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하 는 점성 저항 부재와,

상기 점성 저항 부재가 상기 캐리어 (222a, 222b)에서 흘러 나오는 것을 막는 제1 봉합 메카니즘은 상기 캐리어 (222a, 222b)의 환상의 홈에 제공되며,

상기 제1 봉합 메카니즘은 한 쌍의 오-링 (240a, 240b)으로 이루어지는데, 상기 오-링 (240a, 240b)의 변형량은 대략 원형의 수직 단면적의 0.5% 이상 1.5% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 점성 저항 부재가 상기 입력 샤프트 (226)에서 흘러나오는 것을 방지하는 제2의 봉합 메카니즘은 상기 입력 샤프트 (226)의 환상의 홈에 설치되며,

상기 제2의 봉합 메카니즘은 대략 X 형상의 단면을 가지는 링 (242)으로 구성되며, 대략 상기 X 형상의 단면을 가지는 상기 링 (242)의 변형량은 수직 단면적의 0.5%이상 1.5% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니 즘을 포함하며,

상기 브레이크 메카니즘은 상기 내부 기어 (220)의 원주 엣지 부분에 배치된 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)과 클러치 메카니즘 (302)을 포함하는데, 이들은 모두 내부 측면에 배치된 제1 베어링 (318)과 외부 측면에 배치된 제2 베어링 (324) 사이의 한 방향으로 공전하는 원통형의 부재 (322)와, 상기 내부 기어 (220)의 상기 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)과 결합되는 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)을 포함하고 있으며,

상기 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)은 축 방향으로 상기 원통형 부재 (322)의 원주 엣지 부분에 형성되며, 하나의 구조를 가지는 상기 클러치 메카니즘 (302)은 상기 입력 샤프트 (226)의 한 측면과 상기 출력 샤프트 (228)의 한 측면에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.

또, 입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 섹션 (223)을 포함하는 상기 캐리어는 상기 출력 샤프트 (228)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 축 방향에 평행한 복수개의 홈들 (402)은 상기 캐리어 (400)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 축 방향에 수직이고 원주 방향에 평행인 복수개의 홈들 (412)은 상기 캐리어 (410)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 소정 각도에서 축 방향을 가로지르는 경사진 복수개의 홈들 (422)은 상기 캐리어 (420)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 일직선으로 배치된 것을 특징으로 한다.

또, 반구형의 단면을 가지는 요홈으로 구성된 복수개의 딤플 (432)이 상기 캐리어 (430)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치를 도시하는 확대 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (10)는 두 부분으로 나누어진 하우징 (12a, 12b)과 행성 기어 메카니즘 (14)으로 이루어진다.

상기 하우징 (12a)은 단면이 직사각형이다. 내부 기어 (20)가 입력 샤프트 (26) 방향으로 (후에 설명될) 평행으로 변위될 때 내부 기어 락수용 섹션 (30a에서 30d)과 결합되는 원형의 호 형상의 돌기로 구성된 락 섹션 (32a에서 32d)은 상기 하우징 (12a)의 내부 측면에 형성된다. 게다가, 상기 하우징 (12a)은 상기 입력 샤프트 (26)를 회전하도록 지원하는 베어링 섹션 (34a)을 포함한다.

상기 하우징 (12b)은 상기 하우징 (12a)과 같은 방식으로 단면이 직사각형이다. 상기 내부 기어 (20)가 출력 샤프트 (28) 방향으로 (후에 설명될) 평행으로 변위될 때 내부 기어 락 수용 섹션 (31a에서 31d)과 결합되는 원형의 호 형상의 돌기로 구성된 락 섹션 (33a에서 33d)은 상기 하우징 (12b)의 내부 측면에 형성된다. 게다가, 상기 하우징 (12b)은 상기 출력 샤프트 (28)를 회전하도록 지원하는 베어링 섹션 (34b)을 포함한다.

상기 행성 기어 메카니즘 (14)은 상기 입력 샤프트 (26)와 일체로 형성된 태양 기어 (16), 상기 태양 기어 (16)의 원주 방향으로 약 120도 각도로 서로 이격되어 이미 맞물려 공전과 자전을 하는 유성 기어들 (18a, 18b, 18c), 상기 내부 기어 (20)와 캐리어 (22)로 구성된다.

상기 캐리어 (22)는 상기 내부 섹션 (23)으로부터 돌출하여 상기 하우징 (12b)으로 방향전환하는 원통형의 큰 지름의 내부 섹션 (23)과 상기 출력 샤프트 (28)를 포함한다. 상기 태양 기어 (16)는 상기 내부 섹션 (23)의 내부를 마주하기 위하여 삽입된다. 120도의 동일 각도로 서로 이격된 창들 (21)은 상기 내부 섹션 (23)에 형성되어 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)이 창들을 마주한다.

이 실시예에서, 유성 기어들 ((18a, 18b, 18c)은 핀들(24)를 이용하여 캐리어(22)에 의해 회전하도록 지지된다. 도 3A와 3B에서 보는 바와 같이, 상기 핀들 (24)에는 외부 원주의 부분을 절단함으로써 형성된 차단부 (29a, 29b)가 설치되어 있다. 클리어란스 (25a, 25b)는 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 핀들 (24) 사이에 상기 차단부 (29a, 29b)로 인해서 제공된다. 상기 클리어란스 (25a, 25b)는 예를 들어 기름이나 그리즈로 채워질 수 있다. 이런 오일이나 그리즈는 높은 점성을 가지는 것이 바람직하다. 상기 큰 지름 내부 기어 (20)는 상기 내부 기어 (20)의 내부 원주에 각인된 내부 이와 차례로맞물린 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)의 외부 원주 측면 위에서 맞물린다. 상기 태양 기어 (16)와 일체로 형성된 상기 입력 샤프트 (26)는 연결 부재 (미도시)를 통해서 미도시의 회전 작동력을 가진 상기 회전 동작 샤프트와 연결된다. 도 1로부터 명백히 그리고 쉽게 알 수 있듯이, 이 구성에서 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 출력 샤프트 (28)는 동축으로 배치된다.

상기 태양 기어 (16), 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c) 그리고 상기 내부 기어 (20)는 상대적으로 헬리칼 기어들로 구성된다. 이 실시예에서, 예를 들어, 높은 점성을 가진 오일이나 그리즈가 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 캐리어 (22)의 상기 내부 섹션 (23) 사이 그리고 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 내부 기어 (20) 사이의 틈새에 점성 저항을 제공하기 위하여 가해지거나 뿌려진다.

곡선의 구성을 가지고서 돌출되는 다수개의 내부 기어 락 수용 섹션 (30a에서 30d와, 31a에서 31d)은 상기 내부 기어 (20)의 원통형 형상의 양 말단에 각각 형성된다. 도 14에서 보는 바와 같이, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (30a에서 30d와, 31a에서 31d)은 상기 락 섹션 (32a에서 32d와 33a에서 33d)에 상응하는데, 원주 방향으로 곡선으로 된 돌출 형상을 가진다. 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (30a에서 30d와, 31a에서 31d)은 상기 락 섹션 (32a에서 32d와 33a에서 33d)과 함께 내부 기어 락 메카니즘으로 기능한다.

앞에서 설명한 바와 같이 구성되는, 상기 입력 샤프트 (26), 상기 내부 기어 (20)와 상기 캐리어 (22)를 결합할 때, 상기 입력 샤프트 (26)는 처음에는 상기 하우징 (12a)의 상기 베어링 섹션 (34a)으로 삽입되고, 상기 출력 샤프트 (28)는 상기 하우징 (12b)의 상기 베어링 섹션 (34b)으로 삽입되며 상기 내부 기어 (20)는 상기 캐리어 (22)의 외부 측면에 고정된다.

상기 하우징 (12a)과 상기 하우징 (12b)은 서로 연결되어, 상기 입력 샤프트 (26)의 상기 태양 기어 (16)가 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)에 맞물리고 그리고 나서, 상기 하우징들 (12a, 12b)은 서로 스크류 결합된다. 따라서, 상기 행성 기어 메카니즘 (14)은 상기 하우징들 (12a, 12b) 내에 설치된다. (도 5 참조)

그 다음에, 기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (10)의 작동에 관한 설명이 이어진다. 우선, 미도시의 회전 구동력은 전력을 공급받아 상기 회전 구동원의 회전 구동력이 상기 입력 샤프트 (26)로부터 상기 태양 기어 (16)로 전달된다. 상 기 회전 구동력은 상기 입력 샤프트 (26)에서 상기 출력 샤프트 (28) 쪽으로의 방향에서 보는 바와 같이 (즉, 도 2에 도시된 화살표 z의 방향) 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 태양 기어 (16)를 시계 방향으로 회전시키는 것으로 간주된다.

저 부하로 상기 회전력이 상기 입력 샤프트 (26)에 전달될 때, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)은 회전되지 않고 (그물 화살표로 표시되고, 다음의 설명에서 비슷하게 표시된) 공전을 한다. 상기 내부 기어 (20)는 화살표 (굵은 화살표로 표시되고 다음의 설명에서도 비슷하게 표시된) 방향으로 공전을 하는 반면에, 상기 캐리어 (22)는 상기 태양 기어 (16), 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c), 상기 내부 섹션 (23)과 상기 내부 기어 (20) 사이에 점성 저항 부재가 사용되는 사실 때문에 시계 방향으로 (도 6 참조) 통합된 방법으로 공전을 하고, 그리하여 정적 마찰력은 점성 저항 부재에 의해 산출된 점성 저항의 결과로서 쓰인다.

즉, 도 6을 참조하면 낮은 회전 때문에, 상기 태양 기어 (16)가 화살표 방향 (빗금 화살표로 표시되고, 동시에 다음 설명에서도 비슷하게 표시됨)으로 회전될 때, 정적 마찰력은 상기 내부 섹션 (23)과 상기 내부 기어 (20) 사이의 점성 저항 부재에 의해 쓰인다. 결과적으로, 상기 내부 섹션 (23), 상기 내부 기어 (20), 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c) 그리고 상기 태양 기어 (16)는 같은 방법으로 회전된다.

따라서, 미리 설정된 토크를 능가하는 부하가 상기 출력 샤프트 (28)를 통해 상기 캐리어 (22)에 가해질 때 상기 태양 기어 (16)는 회전된다. 그러나 상기 유성 기어들 (18)은 공전을 하지 않지만, 상기 태양 기어 (16)의 방향과 반대되는 반 시계 방향 (블랭크 화살표 방향)으로 회전된다. 게다가, 상기 유성 기어들 (18)과 맞물리는 상기 내부 기어 (20)는 반시계 방향으로 회전한다. (도 7 참조)

즉, 상기 회전 속도가 상기 출력 샤프트 (28)에 가해진 부하에 의해 낮추어질 때, 상기 출력 샤프트 (28)와 일체로 형성된 상기 캐리어 (22)의 회전 속도도 또한 낮추어진다. 그러나, 상기 내부 기어 (20)는 그 전과 같이 회전한다. 바꾸어 말하면, 상기 내부 기어 (20)의 회전 속도는 상기 캐리어 (22)의 회전 속도 보다 크다. 그러므로, 점성 저항은 상기 내부 기어 (20)와 상기 캐리어 (22) 사이에서 증가한다. 상기 점성 저항이 증가하기 때문에, 추진력이 이 조각들의 방향으로 발생하고, 상기 내부 기어 (20)는 도 8에 보여지는 바와 같이, 화살표 (Z1)의 방향으로 이동되는데 왜냐하면, 서로 맞물린 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 내부 기어 (20)는 헬리칼 기어이기 때문이다.

결과적으로, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (31b)은 상기 락 섹션 (33b)과 맞물리고 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (31c)은 상기 락 섹션 (33c)과 맞물린다. 상기 내부 기어 (20)는 잠금 상태에 있어서 추가의 움직임은 불가능하다. 상기 내부 기어 (20)가 잠금 상태이고 상기 태양 기어 (16)가 도 6에 도시된 빗금 화살표 방향으로 회전하면, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)은 상기 출력 샤프트 (28)로 감소된 회전 속도와 증가된 토크를 전달하고 반시계 방향으로 회전하는 반면에 상기 캐리어 (22)와 함께 공전한다. (도 9 참조) 이 상황에서, 상기 토크는 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 내부 기어 (20) 사이의 기어 비율에 상응하는 힘에 의해 정의된다.

따라서, 상기 회전 동작 방향은 잠금 상태로부터 상기 내부 기어 (20)를 배출하기 위하여 반전된다. 즉, 상기 태양 기어 (16)는 상기 입력 샤프트 (16)의 도움을 통하여 반시계 방향으로 회전된다. 결과적으로, 도 10에서 보는 바와 같이, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)은 상기 태양 기어 (16)의 회전에 따라 반시계 방향으로 회전하는 반면에 상기 캐리어 (22)와 함께 반시계 방향으로 공전을 한다. (도 10 참조)

상기 내부 기어 (20)는, 상기 태양 기어 (16)가 반시계 방향으로 회전을 시작한 직후에, 잠금 상태, 즉 멈춤 상태에 위치한다. 그러므로, 상대적 회전수의 차이는 상기 캐리어 (22)와 상기 내부 기어 (20) 사이에 발생하며 따라서 점성 저항은 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 단면 (23) 사이에 증가한다. 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 단면 (23) 사이의 점성 저항의 증가와 상기 유성기어들 (18a, 18b, 18c)과 상기 내부 기어 (20)가 나선형 기어이기 때문에 추진력이 상기 기어들의 원통형 표면상에 나선형으로 형성된 이 조각의 방향으로 발생한다.

추진력은 상기 내부 기어 (20)가 Z1 방향과 반대 방향으로 평행 변위를 하도록 한다. 상기 내부 기어 (20)는 시계 방향으로 회전하는 반면에 Z1에 반대인 방향으로 평행 변위된다. 게다가, 상기 내부 기어 (20)의 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (30)은 상기 하우징 (12b)의 상기 락 섹션 (32)으로부터 격리되고 상기 내부 기어 (20)는 잠금 상태로부터 배출된다.

상기에서 언급된 바와 같이, 상기 내부 기어 (20)가 잠금 상태에서 해제될 때, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c), 상기 내부 기어 (20)와 상기 캐리어 (22) 는 상기 태양 기어 (16)가 반시계 방향으로 회전하는 것과 같이, 상기 태양 기어 (16) 주위에서 반시계 방향으로 공전하여 도 5에 도시된 처음의 위치를 복구한다. (도 11 참조). 즉, 상기 태양 기어 (16)는 상기 내부 기어 (20)가 잠금 상태가 해제된 이후에 반시계 방향으로 고속으로 회전될 때, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)이 회전하도록 야기하지 않고 반시계 방향으로 공전을 하고 상기 내부 기어 (20)도 반시계 방향으로 공전을 한다.

앞에서 언급한 경우는 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 태양 기어 (16)가 시계 방향으로 회전하는 상태의 예시이다. 그러나, 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 태양 기어 (16)가 반시계 방향으로 회전할 때 같거나 비슷한 동작과 효과가 얻어질 수 있다.

즉, 이 경우에, 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 태양 기어 (16)는 반시계 방향으로 회전할 때, 미리 설정된 토크를 넘어선 부하가 상기 출력 샤프트 (28)를 통해서 상기 캐리어 (22)에 가해지고, 상기 내부 기어 잠금 수용 섹션 (30b)이 상기 락 섹션 (32b)과 맞물리고 상기 내부 기어 잠금 수용 섹션 (30c)이 상기 락 섹션 (32c)과 맞물리며, 그리고 상기 내부 기어 (20)는 도 12에 도시된 잠금 상태에 놓인다.

게다가, 상기 회전 구동력은 상기 입력 샤프트 (26)의 도움을 통하여 시계 방향으로 상기 태양 기어 (16)를 회전시키기 위하여 반전될 때, 상기 내부 기어 (20)는 잠금상태에서 해제되어 도 5에 도시된 처음 상태를 복구한다.

다른 한편, 상기 내부 기어 (20)가 잠금 상태일 때, 도 8에 도시된 바와 같 이, 상기 내부 기어 (20)는 상기 출력 샤프트 (28)에 가한 부하를 줄임으로써 잠금 상태에서 해제될 수 있다.

즉, 상기 출력 샤프트 (28)에 대한 부하가 줄어들 때, 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)은 시계 방향으로 자전하는 상기 태양 기어 (16)의 회전에 따라 반시계 방향으로 회전하는 상기 캐리어 (22)와 함께 시계 방향으로 공전을 한다. 게다가, 상기 내부 기어 (20)는 상기 유성 기어들 (18a, 18b, 18c)과 맞물리고 또한 시계 방향으로 회전한다. (도 13 참조)

이 상태에서, 상기 내부 기어 (20)의 회전 속도는 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 섹션 (23) 사이에 배치된 점성 저항부재로 인해 상기 캐리어 (22)의 회전 속도보다 적어서 상기 캐리어 (22)와 상기 내부 기어 (20) 사이의 상대적 회전 수에 있어 차이를 가져온다. 결과적으로, 점성 저항이 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 섹션 (23) 사이에서 증가한다. 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 섹션 (23) 사이에서 점성 저항이 증가한다는 사실과, 상기 유성 기어들(18a, 18b, 18c)과 상기 내부 기어 (20)가 나선형 기어이기 때문에, 추진력은 기어의 원통형 표면 상에 나선형으로 형성되는 이 조각(teeth stripes)의 방향으로 발생한다.

게다가, 도 14에서 보는 바와 같이, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (31c)과 상기 락 섹션 (33c)은 커브가 원주 방향으로 정의된 형상을 가진다. 그러므로, 상기 내부 기어 (20)가 시계 방향으로 회전할 때, 추진력과 함께 힘이 Z1 방향과 반대 방향으로 작용하여 상기 내부 기어 (20)는 평행으로 변위한다. 즉, 상기 내부 기어 (20)는 반시계 방향으로 회전하는 반면에 Z1 방향과 반대 방향으로 평행으로 변위되고, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (31a에서 31d)은 상기 락 섹션(33a에서 33d)에서 격리되어 상기 내부 기어 (20)는 잠금 상태가 해제된다.

기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (10)에서 헬리칼 기어는 상기 태양 기어 (16), 상기 유성 기어 (18) 그리고 상기 내부 기어 (20)에 사용되는데, 점성 저항 부재는 상기 캐리어 (22)에 설치된 상기 내부 기어 (20)와 상기 내부 섹션 (23) 사이에 설치된다. 따라서, 미리 설정된 토크를 능가하는 부하가 상기 캐리어 (22)에 가해질 때, 상기 내부 기어 (20)는 상기 내부 기어 (20)와 상기 캐리어 (22) 사이의 상대적 회전 속도의 차이에 기반하여, 상기 입력 샤프트 (26) 방향으로 또는 상기 출력 샤프트 (28) 방향으로 평행으로 배치된다. 이리하여, 상기 출력 샤프트 (28)로부터 상기 엑추에이터의 변위 부재로 전달된 속도 감속 비율을 자동으로 전환할 수 있다.

상기 엑추에이터의 상기 변위 부재가 외부로 반출되는 길에서 멈추고, 상기 변위 부재가 외부로 반출되는 길을 따라 한 방향에서 다시 변위될 때, 상기 내부 기어 (20)는 잠금 상태에서 쉽게 해제될 수 있고 감속 비율이 자동으로 변경될 수 있다. 게다가, 상기 엑추에이터의 상기 변위 부재가 저 토크와 고속으로 외부로 반출되는 길을 따라 변위될 수 있다.

상기 엑추에이터는 예를 들어, 선형 엑추에이터와 회전 엑추에이터를 포함한 여러가지 엑추에이터를 포함하는 것은 당연하다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (100)는 도 15와 16에 도시된다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100)는 상기에서 설명한 기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (10)와는 다음의 특징에서 다르다. 즉, 상기 하우징 (12a, 12b)은 세 부분으로 분리되는 상기 하우징 (212a, 212b, 212c)에 의해 대신 구성된다. 상기 캐리어 (22)는 한 쌍의 캐리어 (222a, 222b)에 의해 대신 구성된다. 한 쌍의 오-링 (240a, 240b)과 입력 샤프트 링 (242)은 행성 기어 메카니즘 (214)에 설치된다. 상기 하우징 (12a)에서 형성된 상기 락 섹션 (32a에서 32d)은 락플레이트 (244a)에 락 섹션 (232a에서 232d)으로서 설치되고, 상기 하우징 (12b)에서 형성된 상기 락 섹션 (33a에서 33d)은 락 플레이트 (244b)에서 락 섹션 (233a에서 233d)으로서 설치된다.

제1 하우징 (212a)는 형상이 관형이며, 입력 샤프트 (226)를 회전하도록 지원하는 베어링 섹션 (234a)이 설치되어 있다. 제2 하우징 (212b)은 제1 하우징 (212a)과 같은 방식으로 관형이며, 출력 샤프트 (228)을 회전하도록 지원하는 베어링 섹션 (234b)이 설치되어 있다. 제3 하우징 (212c)은 형상이 원통형이며, 상기 제1 하우징 (212a)과 제2 하우징 (212b) 사이에 개제된다.

상기 락 플레이트 (244a)는 형상이 관형이며, 원형의 호 형상의 돌기를 가진 락 섹션 (232a에서 232d)이 설치되어 있으며 따라서, 상기 락 섹션 (232a에서 232d)은 서로 반대되어 상기 내부 기어 (220)가 상기 입력 샤프트 (226) (후에 설명될 것임) 방향으로 평행으로 변위될 때 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d)과 결합된다.

상기 락 플레이트 (244b)는 상기 락 플레이트 (244a)와 마찬가지로 관형이 며, 원형의 호 형상의 돌기로 구성된 락 섹션 (233a에서 233d)이 설치되어 있으며 따라서, 상기 락 섹션 (233a에서 233d)은 서로 반대되며, 상기 내부 기어 (220)가 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 평행으로 변위될 때 내부 기어 락 수용 섹션 (231a에서 231d)이 결합된다. (후에 설명될 것임)

충격력은 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d)과 상기 락 섹션 (232a에서 232d) 사이, 또는 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (231a에서 231d)과 상기 락 섹션 (233a에서 233d) 사이의 결합에 쓰인다. 결과적으로, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230)과 상기 락 섹션 (232)은 마모되는 경향이 있다.

이런 마모를 피하기 위해서, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230)의 원형의 호 형상의 돌기와 상기 락 섹션 (232) 사이의 접촉 면적을 증가하거나 또는 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230) 상의 많은 원형의 호-형상의 돌기와 상기 락 섹션 (232)을 제공하는 것이 바람직하다.

마모를 피하기 위한 다른 방법으로서, 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (244a, 244b)의 물리적인 힘은 증가될 수 있다. 이 물리적 힘이 증가될 때, 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (244a, 244b)는 적어도 50이상의 로크웰 경도 (HRC)를 가지는 것이 바람직하다. 마모를 피하는 또다른 방법으로서, 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 섹션 (244a, 244b)은 동등한 기계적 힘을 확신하기 위해서 같은 재료로 만들어질 수 있다.

상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (244a, 244b)는 반드시 같은 재료로 구성될 필요가 있는 것은 아니다. 그러나, 예를 들어, 폴리아세탈은 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 섹션 (244a, 244b)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 폴리 아세탈과 같은 레진 기반의 재료가 사용될 때, 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (244a, 244b)는 무게가 가벼울 수 있다. 그러므로, 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (244a, 244b)가 서로 접촉할 때 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

상기 행성 기어 메카니즘 (214)은 상기 입력 샤프트 (226)와 일체로 형성된 태양 기어 (216), 상기 태양 기어 (216)의 원주 방향으로 약 120도의 각도로 서로 이격되어 맞물려서 공전과 자전을 하는 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)로 이루어진다. 상기 행성 기어 메카니즘 (214)은 추가로 상기 내부 기어 (220), 상기 캐리어 (222a, 222b), 오-링 (240a, 240b)과 상기 입력 샤프트 링 (242)를 더 포함한다.

상기 캐리어 (222b)는 원주 방향으로 복수개의 조각으로 나누어지는 내부 섹션 (223)을 포함하는데, 상기 출력 샤프트 (228)는 여기서 돌출하여 내부 섹션 (223)으로부터 제2 하우징 (212b)으로 향하게 된다. 상기 태양 기어 (216)는 상기 내부 섹션 (223)의 내부 지름 부분을 마주하기 위해 삽입된다. 상기 내부 섹션 (223)은 120도의 각도로 서로 동등하게 이격된 창들 (221) (공간부)를 포함한다. 상기 유성 기어 (218a, 218b, 218c)는 상기 창들 (221)과 관련하여 마주보는 위치에 배치된다. 이 구성에서, 상기 유성 기어 (218a, 218b, 218c)는 하나의 캐리어 (222a)와 핀 (224)을 사용하는 다른 캐리어 (222b) 사이에 회전하도록 지지된다.

상기 큰 지름 내부 기어 (220)는 내부 원주 상에 각인된 내부 이 (246)를 가 진 원통형이며, 상기 유성 기어 (218a, 218b, 218c)의 외부 원주 측면에 고정된다. 상기 유성 기어 (218a, 218b, 218c)는 상기 내부 이 (246)와 맞물린다. 홀 (254)은 강철 볼 (248)과 스프링 (250)으로 이루어진 조임 메카니즘 (252)을 첨부하기 위해 상기 캐리어 (222b)의 측면 원주 표면에 설치된다. 관형의 홈 (256)은 상기 조임 메카니즘 (252)에 상응하는 상기 내부 기어 (220)의 내부 원주 표면 상의 위치에 설치된다.

예를 들어, 구동 동작이 부하가 없거나 낮은 상태에서 상기 엑추에이터에 의해 수행될 때조차도, 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 출력 샤프트 (28) 사이의 회전수의 변화는 어떤 경우에는 일어날 수 있다. 그러므로, 상기 내부 기어 (20)는 회전수의 변화로 인해서 축방향으로 이동할 것이 염려된다.

이와는 반대로 본 발명에서는, 상기 자동 감속율 전환장치 (100)에 부하가 없거나 적을 때 동작되는 결과로서, 회전수의 편차도 상기 입력 샤프트 (226)와 상기 출력 샤프트 (228) 사이에서 발생하도록 동작하는 상기 조임 메카니즘 (252)이 설치되어, 상기 내부 기어 (220)가 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 이동하지 못하도록 하며 따라서 상기 입력 샤프트 (226)와 상기 출력 샤프트 (228) 사이에서 회전수의 편차를 피할 수 있다.

그러므로, 상기 조임 메카니즘 (252)을 설치함으로써, 상기 내부 기어 (220)가 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 이동하는 것을 막을 수 있으며 (도 17A 참조), 따라서 부하가 없거나 적을 때 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (258a, 258b) 사이의 접합(abutment)을 피할 수 있다. 이리 하여, 접합 소리가 나는 것을 피할 수 있다.

역설적으로, 만약 상기 조임 메카니즘 (252)이 설치되지 않으면 상기 내부 기어 (220)가 부하가 없거나 적을 때 동작하는 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 이동할 것이며, 그리고 나서 상기 내부 기어 (220)와 상기 락 플레이트 (258a, 258b)는 접합면을 만들고 접합 소리가 날 것이다. 예를 들어, 상기 조임 메카니즘 (252)의 부재시에는 상기 내부 기어 (220)가 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 이동할 때, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (231a)과 상기 락 v플레이트 (244b)의 상기 락 섹션 (233b)이 결합하지 않고 접합면이 발생하여, 상기 입력 샤프트 (226)의 측면으로부터 보았을 때 상기 내부 기어 (220)가 시계 방향으로 회전하기 때문에 접합 소리가 발생한다.

상기 기준예에 따른 상기 자동 감속율 전환 장치 (10)에서와 같은 방법으로, 상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)과 상기 내부 기어 (220)는 헬리칼 기어들로 이루어진다. 이 구성에서, 예를 들어, 높은 점성을 가지는 오일이나 그리스는 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)과 상기 내부 이 (246) 사이 뿐만 아니라, 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)과 상기 캐리어 (222b)의 상기 내부 플레이트 (223) 사이에서 점성 저항을 얻기 위하여 부과되거나 부착될 수 있다.

이런 점성 저항을 효과적으로 얻기 위하여, 상기 캐리어 (222b)의 상기 내부플레이트 (223)과 상기 내부 기어 (220)의 상기 내부 이 (246)의 끝 사이의 클리어란스가 0.1mm를 넘지 않는 것이 바람직하다.

상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c) 그리고 상기 내부 기어 (220) (내부 이 246)를 이루는 상기 헬리칼 기어들의 헬리칼 각도 θ가 25도 이상 45도 이하로 적절히 설정된다. 바람직하게는 상기 헬리칼 각도 θ가 30도 이상 40도 이하로 설정된다. (도 18 참조)

이 구성에서, 상기 헬리칼 기어의 상기 헬리칼 각도 θ가 45도를 넘는 각으로 설정되면, 예를 들어 다음과 같은 불편한 점이 발생한다. 즉, 상기 축 방향으로 변위를 일으키는 힘이 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)에 가해지고, 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)의 끝 표면은 상기 캐리어 (222b) (222a)에 대하여 슬라이딩 동작을 하며, 초과 마찰력은 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)과 상기 캐리어 (222b) (222a) 사이에 작용한다. 최악의 상황에서, 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)의 회전은 금지되거나 멈출 수 있다.

다른 한편, 상기 헬리칼 기어의 상기 헬리칼 각도 θ가 25도 미만이라면 다음과 같은 불편한 점이 발생한다. 즉, 상기 축 방향에서 변위를 일으키도록 동작하는 상기 내부 기어 (220)의 힘 (추진력)이 약해지고 따라서 상기 내부 기어 (220)의 반응 민감성은 저하된다.

상기 점성 저항 부재로 사용되는 상기 오일이나 그리스의 점성이 약 10,000에서 100,000 (cSt)인 것이 바람직하다. 상기 점성 저항 부재의 점성 저항은 전단율이나 상기에 언급한 바와 같은, 상기 클리어란스의 넓이, 상기 그리스 같은 것의 점성에 따라 변할 수도 있다.

상기 오-링 (240a)은 오일, 그리스 같은 것이 상기 내부 기어 (220)로부터 새는 것을 막기 위해 상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222a) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 오-링 (240a)은 상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222b) 사이에 배치된다.

상기 한 쌍의 오-링 (240a, 240b)은 각각 제1 봉합 메카니즘으로 기능하며 예를 들어, NBR과 같은 고무 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

이 구성에서, 상기 오-링 (240a, 240b)의 변형량은 0.5% 이상 1.5%이하로 적절히 설정되며 더욱 바람직하게는 다음과 같은 이유로 대략 원형의 형태로 수직 단면적의 약 1%로 설정된다.

즉, 만약 상기 변형량이 1.5%를 초과하면, 회전 저항은 과도하게 증가하고 상기 기어의 전체적인 효율성이 낮아진다. 다른 한편, 상기 변형량이 0.5% 미만이면, 상기 봉합 기능은 낮아지고 그리스는 샐 것이다.

이 실험에서, 일본 산업 표준 (JIS)에 따라 1.76mm²의 수직 단면적을 가지고 70의 굳기를 가지는 NBR로 구성된 오-링이 사용되었는데, 여기서 변형량의 수직 단면적은 0.018mm²으로 설정되었다.

상기 변형량은 상기 오-링 (240a, 240b)이 상기 홈에 설치될 때 두께의 저하량을 말하는데 예를 들어, 이른바 "변형 마진"으로 불릴 수도 있다.

게다가, 오일이나 그리스 같은 것이 상기 유성 기어들 (218a, 218b, 218c)과 맞물린 상기 태양 기어 (216)로부터 상기 내부 샤프트 (226) 방향으로 새는 것을 막기 위하여 상기 내부 샤프트 (226)의 관형 홈 내에 설치된다. 상기 내부 샤프트 링 (242)은 제2 봉합 메카니즘으로 기능하며, 광택 특징을 가지는 예를 들어, 실리콘 고무와 같은 고무 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다.

대략 X 형상의 수직 단면을 가지는 상기 입력 샤프트 링 (242)의 변형량은 0.5% 이하 1.5% 이상으로 적절히 설정하며, 앞에서 설명한 상기 오-링 (240a, 240b)과 같은 방법으로 상기 수직 단면적에 의해 표시된 대로 1%로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.

이 구성에서, 만약 일반적인 변형량이 대략 X 형상의 수직 단면을 가지는 상기 입력 샤프트 링 (242)에 설정되면, 회전 저항은 과도하게 증가할 것이다. 그러므로, 상기 변형량은 수직 단면이 0.5% 이하 1.5% 이상인 약 1%로 설정된다. 상기 변형량이 대략 X 형상의 수직 단면을 가지는 상기 입력 샤프트 링 (242)에 이런 방식을 설정되면, 상기 캐리어 (222a)와 상기 입력 샤프트 링 (242)은 서로 단단히 접촉된다. 상기 입력 샤프트 (226)와 일체로 회전되는 상기 고리 부재가 상기 고리 부재의 관형의 홈에 설치된 상기 입력 샤프트 링 (242)에 대하여 정지되었을지라도 충분한 봉입 효과는 성공적으로 얻을 수 있다.

상기 오-링 (240a), 상기 오-링 (240b)와 상기 입력 샤프트 링 (242)은 대략 타원이거나 대략 원형인 단면 형상을 가지는 것이 바람직하다. 상기 입력 샤프트 링 (242)의 상기 단면 형상은 대략 X 형상을 가지는 것이 바람직하다.

각각 원주 방향으로 곡선이며, 상기 축방향으로 미리 설정된 길이를 돌출하는 다수의 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)이 원통형으로 형성된 내부 기어 (220)의 양 끝단에 형성된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)은 내부 기어 클러치로 기능하는 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)에 상응하는 상기 원주 방향으로 돌기를 가진 곡선 형상으로 형성된다. 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)은 상기 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)과 함께 브레이크 메카니즘으로 기능한다.

제1에서 제3 하우징 (212a, 212b, 212c)과 상기 락 플레이트 (244a, 244b)에는 각각 결합 홀 (260)이 형성되어 스크류 (258)의 삽입이 상기 입력 샤프트 (226), 상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222a, 222b)의 결합을 가능하게 한다.

상기 락 플레이트 (244a)의 상기 락 섹션 (232a에서 232d), 상기 락 플레이트 (244b)의 상기 락 섹션 (233a에서 233d)과 상기 내부 기어 (220) 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)은 서로 맞물린 멈춤쇠로 기능한다. 상기 멈춤쇠들의 상승각 γ은 다음과 같은 이유로 고려된다.

즉, 상기 멈춤쇠의 높이가 너무 낮다면, 상기 멈춤쇠가 마모될 때 결합은 일어나지 않을 것이며 따라서 맞물림 기능이 빨리 낮아질 것이다. 다른 한편, 만약 상기 멈춤쇠의 높이가 너무 높다면, 상기 멈춤쇠의 뿌리 부분에 가한 힘이 과도하게 증가되어 상기 멈춤쇠가 반복된 충격으로 인하여 뿌리 부분에서 갈라지거나 부서지게 될 것이 염려된다.

최초로, 상기 내부 기어 (220)에서 발생된 추진 (추력)인 F1과 F2는 다음과 같이 표현된다. (도 19와 20)

F1 = (2π·η·β·T)/{π·dp·tan(90-α)}

F2 = {(2β·T)/di}

여기에서,

α: 상기 태양 기어의 헬리칼 각도

β: 전원 증가율(감속율)

γ: 멈춤쇠 상승각

dp: 상기 태양기어의 피치 원 지름

di: 상기 내부 기어의 외부 지름 (멈춤쇠 토크의 적용 중심)

T: 입력 토크

다음의 표현은 벡터의 사용에 기반한 힘의 구성요소와 함께 f1과 f2에 이용가능하다.

f1 = (2π·η·β·T)/{π·dp·tan(90-α)}·cosγ

f2 = {(2β·T)/di}·sinγ

상기의 맞물린 멈춤쇠들이 서로 이탈하지 않도록 하기 위해서 조건식 f1>f2를 만족한다고 가정하고 위의 식이 다음과 같이 표현될 수 있다.

tan γ<(η·di)/{dp·tan(90-α)}

따라서, 상기 표현식 tan γ<(η·di)/{dp·tan(90-α)}을 만족시키도록 상기 멈춤쇠의 상승각 γ이 설정되는 것이 적절하다.

예를 들어, 상기 스크류 효율이 η=0.7, 상기 내부 기어 (220)의 외부 지름 이 di=Φ27, 상기 태양 기어 (216)의 상기 피치 원형 지름 dp=Φ7.39이고 상기 비틀림 각 α=30도라면, 상기 내부 기어 (220)가 상기 락 플레이트 (244a) (244b)에 의해 아직 잠기지 않은 상태에서 상기에 설명된 표현식에 따르면 상기 멈춤쇠의 상승각 γ은 γ<16.45이다. 신뢰성있는 맞물림 결합을 가능하게 하기 위해서, 상기 멈춤쇠의 상기 상승각 γ은 16.45도를 넘지 않도록 설정된다.

만약 γ이 0도 미만이라면, 상기 멈춤쇠는 해체되지 않는다. 그러므로, γ이 반드시 0도 이상이어야 할 필요가 있다. 결과적으로, 상기 멈춤쇠의 상승각 γ에 관하여 위의 표현식은 다음과 같이 표현될 수 있다.

0≤ tan γ<(η·di)/{dp·tan(90-α)}

본 발명의 실시예에 따른 자동 감속율 전환장치 (100)는 상기 기준예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (10)와 기본적으로 같은 방법으로 작동한다. 그러나, 상기 자동 감속율 전환 장치 (10)와는 대조적으로, 상기 자동 감속율 전환 장치 (100)는 상기 조임 메카니즘 (252)을 포함한다. 그러므로, 운영 동작이 부하가 없거나 낮은 부하로 실행될 때, 상기 조임 메카니즘 (252)의 상기 강철 볼 (248)은 상기 스프링 (250)의 스프링 힘의 결과로서 상기 내부 기어 (220)의 상기 홈 (256) 쪽으로 유지되어 눌려진다. 따라서, 상기 내부 기어 (220)가 상기 출력 샤프트 (228)나 상기 입력 샤프트 (226) 방향으로 이동하는 것을 피할 수 있다. (도 17A 참조)

미리 설정된 토크를 초과한 부하가 상기 출력 샤프트 (228)에 가해질 때, 상기 강철 볼 (248)은 상기 스프링 (250)의 상기 스프링 힘을 이겨내고, 그리고 나서 상기 강철 볼 (248)은 상기 스프링 (250)을 향해 약간 변위된다. 상기 강철 볼 (248)이 상기 홈 (256) 위를 넘을 때, 상기 강철 볼 (248)은 상기 홈 (256)으로부터 해체되어 그 상태로부터 벗어난다. 따라서, 상기 내부 기어 (220)는 상기 출력 샤프트 (228) 쪽이나 상기 입력 샤프트 (226) 방향으로 움직인다. (도 17B, 17C 참조)

그리고, 다른 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (300)는 도 21에서 23에 도시된다. 도 15와 16에 도시된 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (100)에서와 같은 구성 요소는 같은 참조 번호를 사용하여 표시되며 이에 대한 자세한 설명은 생략된다.

이 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (300)는 똑같이 구성된 클러치 메카니즘 (302)이 상기 입력 샤프트 (226)의 측면과 상기 출력 샤프트 (228)의 측면에 각각 설치되어 있다는 점에서 다르다. 이런 클러치 메카니즘 (302)은 정지 상태 운영이 회전의 한 방향에 허락되고 락킹에 효과를 주기 위해서 회전이 반대 방향으로 멈추도록 기능한다.

도 23에서 보는 바와 같이, 상기 클러치 메카니즘 (302)은 상기 입력 샤프트 (226) (출력 샤프트 228)에 외부에서 고정되고 상기 입력 샤프트 (226)와 일체로 회전되는 제1 원통형 부재 (304), 상기 제1 원통형 부재 (304)의 외부 원주 표면에 형성된 한 쌍의 제1 관형 홈 (306)을 따라 감긴 제1 볼 그룹 (308)을 정의하는 다수 열의 볼, 다수의 제1 볼트 (310)를 통해서 제1 하우징 (212a) (제2 하우징 212b)에 고정되고 상기 제1 원통형 부재 (304)에 외부에서 고정된 제2 원통형 부재 (312)로 구성된다.

제1 환상의 홈 (306)에 반대되고 상기 제1 볼 그룹 (308)이 감기는 한 쌍의 제2 환상의 홈 (314)은 상기 제2 원통형 부재 (312)의 내부 원주 표면에 형성된다. 제3 환상의 홈 (316)을 따라 감기는 제2 볼 그룹 (318)을 제한하는 다수열의 볼 (제1 베어링)은 제2 원통형 부재 (312)의 외부 원주 표면에 배치된다.

상기 클러치 메카니즘 (302)은 제2 볼 그룹 (318)이 감기도록 하는 상기 제3 환상의 홈 (316)과 반대되는 상기 내부 원주 표면에 형성된 한 쌍의 제4 환상의 홈 (320)을 포함하며, 각각의 끝에 배치된 원주 엣지 부분에 돌출된 원형의 호 형상의 돌기로 이루어진 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)을 가지고 있는 제3의 원통형 부재 (원통형 몸체) (322)를 더 포함하고 있는데, 상기 내부 기어 (220)가 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228) 방향으로 평행으로 배치될 때 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d와 231a에서 231d)과 결합되도록 하기 위해서이다. 상기 클러치 메카니즘 (302)은 상기 제3 원통형 부재 (322)에 외부에서 고정되고, 양 테두리를 따라 상기 내부 원주 표면을 따라 나열된 다수의 침 베어링 (제2 베어링)을 포함한 제4 원통형 부재 (326)과 상기 제4 원통형 부재 (326)에 외부에서 고정되고 상기 제1 하우징 (212a)와 상기 제3 하우징 (212c)에 다수의 제2 볼트 (328)을 통해서 고정된 제5 원통형 부재 (330)를 더 포함한다.

개별적인 니들 베어링 (324)을 보유한 쐐기 형상의 단면을 가진 홈(미도시)은 상기 제4 원통형 부재 (326)의 내부 원주 표면에 형성된다. 상기 니들 베어링 (324)은 쐐기 형상의 단면을 가진 홈내에 고정되며 상기 락 섹션 (232a에서 232d)을 포함하는 상기 제3 원통형 부재 (322)는 잠금 상태에 위치한다. 예를 들어, 미 도시의 홈으로부터 니들 베어링 (324)을 분리하는 판 스프링과 같은 (미도시의) 리턴 스프링은 상기 쐐기 형상의 단면을 가지는 홈을 위해 설치된다. 상기 잠금 상태는 상기 리턴 스프링의 상기 스프링 힘에 의해 해제된다.

다른 실시예에 있어서, 상기 내부 기어 (220)가 상기 내부 샤프트 (226)나 상기 외부 샤프트 (228)의 방향으로 평행하게 변위될 때 다음의 동작은 영향을 받는다. 즉, 상기 내부 기어 (220)의 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d와 231a에서 231d)은 상기 제3 원통형 부재 (322)의 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 결합될 때, 접합면에 가해진 충격이 완화되어 접합 소리가 가능한 한 억제되는데, 왜냐하면 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)을 포함하는 제3 원통형 부재 (322)는 상기 제2 볼 그룹 (318)의 감는 동작과 상기 니들 베어링 (324) 때문에 회전 가능하다. 그러므로, 지속성은 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)의 멈춤쇠와 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d와 231a에서 231d)의 마모를 억압함으로써 개선될 수 있다.

바꾸어 말하면, 상기 내부 기어 (220)의 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d와 231a에서 231d)은 상기 제3 원통형 부재 (322)의 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 결합될 때, 그리고 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)이 상기 내부 기어 락 수용 섹션 (230a에서 230d와 231a에서 231d)에 접할 때 가해지는 충격이 완화될 때, 접합 소리의 발생이 억압되는데, 왜냐하면 상기 제3 원통형 부재 (322)의 상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)은 상기 제2 볼 그룹 (318)과 상기 니들 베어링 (324)을 통하여 회전 유지되기 때문이 다.

다음에, 도 24에서 28은 상기 출력 샤프트 (228)의 측면에 배치되고 축 방향으로 돌출된 내부 섹션 (223)을 포함하는 상기 캐리어 (222b)의 변형된 실시예를 도시한다. (도 15 참조)

서로 축 방향으로 이격된 한 쌍의 오-링 (240a, 240b)은 상기 입력 샤프트 (226)의 측면과 상기 출력 샤프트 (228)의 측면에 각각 배치된 한 쌍의 캐리어 (222a, 222b)에 설치된다. 그리스는 상기 오-링 (240a, 240b)의 봉합 기능을 통해서 상기 행성 기어 메카니즘 속에 유지된다.

이 구성에서, 상기 캐리어 (222b)에 형성되고, 상기 출력 샤프트 (228)의 측면에 배치된 상기 내부 섹션 (223)은 상기 오-링의 설치 홈과 관련된 클리어란스, 상기 입력 샤프트 링 (242)의 슬라이딩 표면, 상기 내부 기어 (220)의 내부 원주 표면 그리고 상기 캐리어 (222b)의 외부 원주 표면을 좁히면서 쉐어 토크를 늘리는 것이 가능한 형상을 가지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 내부 섹션 (223)의 형상은 면적 크기가 상기 내부 기어 (220)의 상기 내부 이 (246)의 말단 원과 상기 캐리어 (222b)의 갭 부분에서 증가될 수 있고 오일 웅덩이가 그리스(윤활 오일)를 위해 형성된다.

도 24와 25에 도시된 바와 같이, 제1 변형 실시예에 따른 캐리어 (400)는 상기 축 방향과 평행인 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 다수개의 (예를 들어, 세 개의 선의) 홈 (402)을 포함한다.

도 26에 도시된 바와 같이, 상기 제2 변형 실시예에 따른 캐리어 (410)는 원 주 방향과 평행하고 상기 축 방향과 수직인 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 다수개의 환상의 홈 (412)를 포함하고 있다.

도 27에 도시된 바와 같이, 제3 변형 실시예에 따른 캐리어 (420)는 미리 설정된 각도에서 상기 축 방향과 교차되는 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 다수개의 기울어진 홈 (422)을 포함한다.

도 28에 도시된 바와 같이, 제4 변형 실시예에 따른 캐리어 (430)는 축 방향으로 직선으로 연장되는 반구형의 단면을 가진 홈과 상기 축 방향에 평행한 상기 내부 플레이트 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 다수개의 선을 가진 요홈 (432)을 포함하고 있다.

다음에, 상기에 설명된 바와 같이 구성된 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)를 사용하는 응용 분야에 관한 설명이 이어진다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 전원 전압에 부과된 로드의 변이에 따라서, 부하 저항이 증가하거나 감소할 때 교정하면서 작동하는 회전 시스템에 관한 모든 분야에 응용되고 사용될 수 있다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 간호, 수직/수평 이동 장치, (전기와 수동 휠체어를 포함한) 휠체어, 문 개폐 메카니즘, 미닫이 문 개폐 메카니즘, 미닫이문을 닫기 위한 조임 메카니즘, 지붕용 개폐 메카니즘 그리고 (드럼 브레이크와 디스크 브레이크를 포함한) 다양한 브레이크 메카니즘에서 사용되는 자동차, 배, 비행기, 농기구 (예를 들어, 경운기와 잔디깍기), 탱크, 무거운 자동차 (예를 들어, 큰 건설 기계와 광산 기계), 인쇄 기계, 콤프레서, 전기 발전기, 음식 기계, 공작 기계, 리프터 메카니즘, 속도 변환(전환) 기기에 응용될 수 있다.

운송수단은 운반이 가능한 자동차 예를 들어, (가솔린 엔진이나 디젤 엔진 포함한) 전력 엔진, 연료 셀 작동 모터와 하이브리드 시스템을 포함한다. 이 경우에, 회전 동작력은 전기 자동차에 제한되지 않지만 인간의 힘, 내부 연소 엔진, 수력, 유압이나 공기압 소스에 의해 작동될 수도 있다.

본 발명에서, 높은 회전 속도 타입의 모터는 높은 토크 모터로 사용될 수 있다. 높은 속도 회전은 토크가 요구되지 않는 영역에서 실행될 수 있다. 바꾸어 말하면, 부하가 감소할 때, 전통적으로 기어 모터는 고속으로 회전한다. 게다가, 자동차의 지름은 작은 크기를 실현하기 위하여 감소할 수 있다.

발명이 자동차에서 적절하게 사용되는 부분은 와이퍼 모터, 전력 창 모터, 전력 시트 모터, 미닫이 문용 작동 모터 그리고 자동차용 작동 모터를 포함한다. 본 발명이 와이퍼 모터에 응용될 때, 눈, 칼 같은 것의 저항이 증가할 때에도 와이퍼는 부드럽게 시작되고 작동된다. 자동차의 휠 작동 모터는 도 29에 도시된 바와 같이, DC 모터, 유도 모터와 인 휠 모터와 같은 다양한 모터 (500)를 포함한다. 상기 모터 (500)의 소형화의 편리함과 더불어 (토크)의 출력은 장애물이나 상향 기울기를 만나면 증가한다. 인 휠 모터의 경우에, 다음과 같은 이유로, 자체추진형의 소형 속도 변화나 전달 장치를 효과적으로 사용하는 것이 가능하다. 즉, 만약 인 휠 모터가 상대적 휠에 통합된다면, 크기 때문에 종래의 자동 속도 변화나 전달 장치가 사용될 때 그것들을 통합하는 것이 어려울 것이다. 전통적으로, 행성 기어 메카니즘을 인 휠(in-wheel) 모터에 통합하는 것이 알려졌다. 본 발명의 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치에 이런 시스템을 결합할 때 더 작은 크기를 가지는 속도 변화나 전달 장치를 장착할 수 있는 인 휠 모터를 건설할 수 있다.

다음에, 도 59A에서 59D는 상기 행성 기어 메카니즘과 함께 본 발명의 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)의 결합 패턴을 도시한다. 도 59A와 59B에 도시된 각각의 패턴에서, 단일 행성 기어 메카니즘 (501)은 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)의 입력면이나 출력면 중 하나에 배열된다. 따라서, 감속율은 1/12에서 1/4의 범위내에 설정될 수 있다.

도 59C에 도시된 패턴에서, 개별적인 행성 기어 메카니즘 (501)은 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)의 입력면과 출력면에 각각 배열된다. 따라서, 속도 감속율은 1/48에서 1/16의 범위내에 설정될 수 있다.

도 59D에 도시된 패턴에서는 두 개의 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)가 결합된다. 따라서, 속도 감속율은 1/9에서 1/3로, 1/1로의 범위내에서 설정될 수 있다.

모터 입력 패턴에 관해서는, 토크가 회전수에 관하여 일정한 타입(도 30 참조)이나 토크가 회전수에 대하여 변하는 타입 (도 31 참조)이 채택될 수 있다.

상기 유성 기어들의 저항 특징의 전환 패턴의 경우에 회전 속도와 발생된 토크 사이의 차이 사이의 관계에 관하여는 다음의 타입들 즉, 토크가 완전한 점성 연결 특징 (단지 광택을 내는 오일 특징)에 따라 선형적으로 (비율적으로) 변하는 타입 (도 32A 참조), 토크가 상기에 언급된 점성 연결 특징 (도 32B 참조) 중에서 정적 마찰 발생 메카니즘 (예를 들어, 도 34B에 도시된 바와 같이 정적 마찰을 발생 하기 위해 마찰 판 (505)이 스프링 (502)에 의해 눌려지는 메카니즘)을 포함한 곡선 형태로 변하는 타입, 토크가 한 번 낮아진 후에는 일정하게 유지되는 토크 제한이 상기 캐리어/내부 기어 속에 포함된 타입 (도 33 참조), 그리고 (예를 들어, 도 34A에 도시된 바와 같이 스프링 (502)으로 볼 (504)을 누름으로써 조임 행위에 영향을 주기 위한) 잠금장치가 상기 캐리어/내부 기어에 포함된 타입 중에서 선택될 수 있다.

상기에 언급된 구성 속에서, 상기 행성 기어 메카니즘 속에 오일 (예를 들어, 광택을 내는 오일)을 포함시키는 봉합 메카니즘의 경우에는 오-링과 웨어링은 봉합 메카니즘으로 편리하게 사용될 수 있는 정적 마찰이나 유체 광택 특징을 포함한 저항 특징을 가진다. 오-링 탄성 부재는 도 32B에 도시된 스프링 부재 대신에 사용될 수 있다. 이런 구조는 수력 실린더용 봉합 메카니즘으로 종종 사용될 수 있다.

자동 감속율 전환장치 (100, 300)가 락업 메카니즘이나 원심 클러치 메카니즘 (후에 설명될 것임)과 결합할 때, 고속 회전 동안에 미끄러진 손실 (도 35에 도시된 빗금 부분 참조)을 막을 수 있다. 또한 상기 락업 메카니즘과 상기 원심 클러치 메카니즘의 (토크와 회전 수 사이의 관계에 관한 전력 특징) 효율을 개선하는 것이 가능하다.

상기 원심 클러치 메카니즘의 경우에는, 상기 유성 기어가 원심 무게와 스프링에 의해 고정되는 구조가 채택될 수 있는데, 국제 공보 WO 2004/61318에 공지된 많은 개수의 회전 부재와 가이드 클러치 플레이트에 기반하여 사용된다.

예를 들어, 도 60은 도 2에 도시된 레블록(Revloc) 원심 클러치 (580)와 다중 디스크 마찰 클러치 (582)가 상기 입력 샤프트 (26)와 상기 행성 기어 메카니즘 (14) 사이에 통합된 구조를 보여준다. 게다가, 도 61은 도 22에 도시된 레블록 원심 클러치 (580)과 다중 디스크 마찰 클러치 (582)가 상기 입력 샤프트 (226)와 상기 행성 기어 메카니즘 (214) 사이에 통합된 구조를 보여준다.

도 60과 61을 참조하면, 상기 입력 샤프트 (26) (226)가 예정된 방향으로 회전할 때, 상기 입력 샤프트 (26) (226)에 연결된 상기 원심 클러치 (580)와 상기 다중 디스크 마찰 클러치 (582)는 상기 입력 샤프트 (26) (226)에 통합되어 회전된다. 이 상황에서, 힘이 발생하여 사용되어 상기 원심 클러치 (580)의 상기 클러치 플레이트 (584)의 내부 공간에 제공된 볼(강철볼) (586)이 원심력의 작용하에 방사상으로 외부로 변위되도록 한다. 상기 힘이 볼 (586)을 보유하기 위해 작용하는 미도시의 클러치 스프링을 극복할 때, 상기 볼 (586)이 상기 푸시 막대 (588)을 누르도록 방사상으로 외부로 변위된다. 상기 다중의 디스크 마찰 클러치 (582)는 상기 클러치 힘을 발생하기 위하여 상기 푸시 막대 (588)의 누르는 힘을 통해서 압력하에 밀접하게 접촉한다.

도 2에서 나선형 턱은 일방향 클러치로 사용된다. 그러나 본 발명의 실시예는 볼, 롤러와, 상기 베어링과 일체로 된 스프링 타입의 일방향 클러치를 턱으로 사용하지 않고 결합하여 건설된다. 이 구성에서, 상기 링 기어에 대하여 연결하기 위하여 사각 턱 클러치나 카빅 (carbic) 연결을 사용하는 것이 적절하다.

자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 예를 들어, 인쇄 작업 장치, 구부리는 처리 장치, 성형-종결 장치, 삽입 성형 기계 그리고 다이 주물 성형 장치에 이용될 수 있다. 상기에 언급된 다양한 처리/형성 장치 속에서, 큰 힘이 변위 터미널의 주위에서 이동 요소에 의해 발생되어야 하며, 생산 효율을 개선하기 위해 변위 터미널 말단에 도착하는 데 소요되는 시간은 줄어든다.

더욱 자세하게는, 상기 이동 요소의 한 번의 움직임으로 고속 변위를 실행하기 위하여 큰 가속이 이용되어야 하고 (도 36에 도시된 바와 같이, 상부 다이 (508)가 하부 다이 (506)에 대하여 접근하고 분리하는 것을 주목), 따라서 이동은 거의 작업을 수행하지 않을 때만 상기 변위 터미널 말단 위치를 향해 빠르게 영향을 주며 그리하여 큰 힘이 상기 변위 터미널 말단 위치에 발생한다.

상기에 언급된 다양한 처리/형성 장치의 경우에, 이 장치들은 토글 연결 메카니즘이나 캠 메카니즘과 같은 변이 가변 속도 전환 메카니즘에 연결될 때 상기 변위 터미널 말단 위치에 사용된다. 그러나, 상기 자동 감속율 전환 장치 (100) (300)는 단순한 자가추진 변이 속도 전환 메카니즘으로서 비용이 감소될 수 있기 때문에 FA 기구에 유용하다. 추가적으로, 상기 자동 감속율 전환 장치 (100) (300)가 전기 서보 건의 급속한 트라버스 메카니즘의 서보 모터 부분으로 통합될 때, 상기 서보 건은 소형화될 수 있으며, 그 특징들의 개선은 상기 로봇의 전방 말단 부분에 쓰인 부하를 줄임으로써 가능하다.

도 37은 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)와 결합된 모터 (510)에 의해 작동되는 축 펌프 (512)로부터 나온 압력유에 의해 피스톤 (514)와 피스톤 막대 (516)가 변위되는 상태를 도시한다. 전기 수력 시스템은 미국 특허 공보 2004- 71563, 2005-87068, 2005-22523에서 본 출원인에 의해 제안되었다. 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)가 축 펌프를 작동하기 위하여 모터와 결합될 때, 작은 크기의 경량의 모터는 상기 전기 수력 시스템에서 사용되기 위해 설치될 수 있다.

도 38은 너트 부재 (522)가 행성 기어 메카니즘 (520)의 작동 행위 하에 미리 예정된 방향으로 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)와 결합된 모터 (518)를 사용하여 회전하는 상태를 도시하는데, 상기 너트 부재 (522)와 결합한 볼 스크류 샤프트 (524)는 화살표 방향 (B1 또는 B2)으로 변위된다.

도 39는 볼 스크류 샤프트 (524)가 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)와 결합된 모터 (526)에 의해 회전하는 것을 도시한다. 도 40은 양 측에 막대를 가진 피스톤 (534)이 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)와 함께 결합된 모터 (530)에 의해 작동하는 축 펌프 (532)에 의해 방출된 압력유에 의해 변위되는 것을 도시한다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 컨베이어 (538, 도 41 참조)에 의하여 무거운 재료 (536)를 운송하기 위하여 컨베이어 모터나 기어 모터 중에서 하나, 드릴 부재 (542)를 회전하여 워크피스를 절단 전환하기 위하여 사용하는 전기 드릴 (544)의 스핀들 모터 (546) (도 42와 43 참조), 태핑 스크류와 일반 스크류를 돌리기 위해 사용하는 스크류 기계의 펄스 모터 (548), 브러쉬가 없는 DC 모터, 브러쉬가 달린 DC 모터, 유도 모터와 AC 서보 모터에 일체로 결합될 때 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명이 기어 모터에 사용될 때, 작은 크기와 고속 회전 뿐만 아니라 기어 모터의 높은 토크는 부하가 낮은 토크에 가해질 때 성취될 수 있다. (도 45 참조)

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)가 워크피스 (550a, 550b)가 모터 (552)에 의해 회전되는 회전 엑추에이터 (554)에 부착될 때, 낮은 저항으로 유동과 안내 작용에 영향을 주면서 가속 행위가 높은 토크에서 수행되는 고효율을 가진 FA 장치는 선형/회전의 작동 동안에 제공되어질 수 있다. 예를 들어, 회전수는 가속 동안에 더 큰 힘을 사용하여 증가할 수 있으며 따라서 워크피스는 관성에 의해서만 회전될 수 있다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)가 전기 휠체어 (556)나 전기 자동차 (예를 들어, 하이브리드 자동차나 연료 세포에 의해 작동되는 전기 모터 (558)를 가진 자동차)에 부착될 때, 상기 휠체어 (556)나 상기 자동차는 속도가 자동으로 낮아지고 토크가 증가하는 동안에 계단을 가로지를 수 있으며, 상기 휠체어 (556)나 상기 자동차는 평평한 표면으로부터 상승하는 계단을 가로지를 수 있다 (도 48 참조). 토크는 손으로부터 회전력을 가함으로써 수작업으로도 증가할 수 있다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 코킹 장치와 연결되어 사용될 때, 암 (560) 부분의 회전에 의해 워크피스를 닫기 위한 클램프 장치 (562) (도 49 참조), 몰드 클램핑을 위한 캠 메카니즘이나 토글 링크 메카니즘 예를 들어, 상기 캠 메카니즘과 상기 토글 링크 메카니즘의 작동력은 증가할 수 있다. 상기 작동력이 사용되지 않을 때, 고속의 변위는 영향을 받을 수 있다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 예를 들어, 조임 메카니즘이나 예를 들어, 바이스 (워크피스를 고정하기 위한 클램프로서 기능하는 바이스 포함), 클램프 그리고 척 (수치 조절 기계의 척을 포함)에 사용되는 고속 트래버스 메카니즘에 적절히 부착될 수 있다.

상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)는 일본 공개 특허 공보 2005-133379 (도 50 참조)에 공지된 자동차의 슬라이딩 문 (600)을 작동하는 것에 관한 전진/후진 움직임 메카니즘 (602)의 모터, 미국 특허 5,730,494 (도 51 참조)에 공지된 전기 의자 (604)를 작동하기 위한 선형 엑추에이터 메카니즘의 모터, 미국 특허 5,041,748 (도 52 참조)에 공지된 비행기내에 사용된 전기기계 엑추에이터 (606)의 모터, 미국 특허 5,730,232 (도 53 참조)에 공지된 전기 패스너 (도 53 참조)의 모터나 유성 기어 부분, 미국 특허 5,813,666에 공지된 클램프 장치 (610)의 유성 기어 부분 (도 54 참조), 미국 특허 4,869,139에 공지된 자동 속도 토크 전환 장치 (612)의 모터 부분 또는 하나 이상의 유성 기어 부분 (도 55 참조), 미국 특허 6,806,602에 공지된 모터와 전기기계 휠 브레이크 장치 (614) 사이의 부분 (도 56 참조), 미국 특허 3,164,034에 공지된 토크 전환 장치 (616) (도 57 참조)와 미국 특허 공개 2004-104554에 공지된 손으로 작동하는 휠체어 (618) (도 58 참조)에 각각 절절히 응용될 수 있다.

미국 특허 3,164,034에 공지된 토크 전환 장치 (616)의 상기 유성 기어 부분, 상기 토크 전환기 그리고 상기 유체 결합 부분 중 하나는 본 발명의 실시예에 따른 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)와 교체될 수 있다. 따라서, 상기 행성 기어 메카니즘의 2진 방향으로 토크를 증가할 수 있다. 게다가, 상기 행성 기어 메카니즘은 점성 연결 특징을 가진 유체로서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 자동 감속율 전환 장치 (100, 300)가 미국 특허 공보 2004-104554에 공지된 손으로 작동하는 휠체어 (618) (도 58)의 상기 클러치와 기어 부분에 적용될 수 있을 때, 토크는 왼쪽 오른쪽 바퀴로 각각 독립적으로 전방 그리고 후방으로 증가할 수 있다. 층계를 만나면, 장애인이나 노인에 의해 상기 휠체어를 작동하는 데 필요한 노동을 줄일 수 있다.

태양 기어 (216), 상기 유성 기어 (218a에서 218c), 그리고 상기 내부 기어 (220)를 일체로 회전하기 위하여 고려되는 요소는 (1) 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이의 클리어란스, (2) 상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c), 그리고 상기 내부 기어 (220)를 이루는 헬리칼기어들의 헬리칼 각도 (3) 상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c), 그리고 상기 내부 기어 (220) 사이의 점성 저항 그리고 (4) (바람직하게는 도 3A와 도 3B에 도시된 상기 오일이나 그리스가 조정된 점성을 가지는 실리콘 오일 또는 실리콘 그리스인) 상기 유선 기어들의 회전을 지지하는 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 핀들 (24) 사이의 마찰 저항을 포함한다.

상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222a) (222b) 사이의 저항 (예를 들어, 점성 저항)에 의해 발생되는 내부 샤프트나 외부 샤프트 방향으로 상기 내부 기어 (220)의 평행적 변위를 야기하는 추진력이 발생한다.

만약 저항이 과도하게 크다면, 편차는 사라지고 전달 효율이 증진되지만, 이런 저항은 상기 내부 기어 (220)가 상기 입력 샤프트나 상기 출력 샤프트 방향으로 평행 변위에 종속될 때 발생한다. 그러므로, 상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222b) 사이의 저항은 고려되어야 할 것으로 예를 들어, 반응 시간과 내구성 (유효수명)이다.

그러나, 편차는 전체적인 전달 효율을 낮추는 요소이다. 그러므로, 상기 내부 기어 (220)와 상기 캐리어 (222a) (222b) 사이의 저항에 상관없이 다음과 같은 메카니즘이 편리성을 증진하기 위해 제공될 수 있다. 더욱 자세하게는, 상기 입력 샤프트 (226) (상기 출력 샤프트) (228)와 추진력에 영향을 주지 않는 상기 캐리어 (222a) (222b) 사이의 저항은 어느 정도까지는 세기를 가지는 제2의 저항으로 설정될 때, 편차는 상기 내부 기어 (220)의 추진력을 증가시키지 않고 감소될 수 있다.

결과적으로, 상기 두 저항의 비율과 값이 적절히 방해를 받는다면, 편차는 상기 내부 기어 (220)의 반응시간을 보증하는 가운데 줄어들 것이다.

게다가, 모터와 같이 회전 작동력으로부터 제공된 입력 토크에 기반하여 회전 동작이나 직선 동작과 같이 미리 예정된 동작을 수행함으로써 출력 측면 메카니즘에 전달할 상기 입력 측면 장치의 경우, 수직 동작으로 인한 부하 (중력)와 에너지를 축적하는 스프링 힘은 몇몇 경우에는 응용될 수 있다. 외부 측면으로부터 역 입력 토크가 가해질 때, 역 입력 방지 클러치 (일본 공개 특허 공보 2002-266902와 64-69829 참조)는 외부측면으로부터 역 입력 토크를 막음으로써 내부측면으로의 회귀를 막는 기능을 하는 본 발명의 실시예에 따른 자동 감속율 전환 장치 (100)와 함께 상기 회전 작동력과 입력 측면 장치 사이에 적절히 배치될 수 있다.

이런 역 입력 방지 클러치가 제공되고 상기 입력 측면 장치가 상기 힘 전달 시스템에서 입력 측면에 과도한 부하가 사용되는 것을 막고 따라서, 상기 워크피스 는 예를 들어, 상기 회전 작동력으로부터 나온 입력 토크가 멈출 때 유지되고 잠긴다. 상기 워크피스가 수직 방향으로 상향 또는 하향 이동할 때, 상기 워크피스는 상기 멈춤 위치에 신뢰성있게 조정되어 상기 입력 측면 장치의 피해는 방지할 수 있다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예가 자세히 도시되고 설명되었음에도 불구하고, 다양한 변화와 변형이 첨부된 청구항의 범주를 벗어나지 않는 한 가능하다는 것은 주지하는 사실이다.

본 발명에 의하면 편리하고 최적으로 생산될 수 있는 자동 감속율 전환 장치를 제공한다.

Claims

입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 태양 기어 (216), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어(220)를 구성하는 상기 헬리칼 기어의 헬리칼 각도 θ가 25도이상 45도 이하인 자동 감속율 전환 장치.
입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 브레이크 메카니즘은 상기 행성 기어 메카니즘 (214)을 가진 하우징 속에 설비된 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 상기 내부 기어 (220)의 원주 엣지 부분에 배치된 내부 기어 클러치 (230a에서 230d, 231a에서 231d)를 포함하며,

상기 락 섹션 (232a에서 232d와 233a에서 233d)과 상기 내부 기어 클러치 (230a에서 230d, 231a에서 231d)의 각 멈춤쇠의 상승각 γ은 다음 관계식을 만족시키는 자동 감속율 전환 장치.

0≤tan γ<(η·di)/{dp·tan(90-α)}

α: 상기 태양 기어의 헬리칼 각도

η: 슬라이딩 스크류로 사용되는 상기 태양 기어의 스크류 효율

dp: 상기 태양기어의 피치 원 지름

di: 상기 내부 기어의 외부 지름 (상기 멈춤쇠 토크의 적용 중심)
입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 점성 저항 부재가 상기 캐리어 (222a, 222b)에서 흘러 나오는 것을 막는 제1 봉합 메카니즘은 상기 캐리어 (222a, 222b)의 환상의 홈에 제공되며,

상기 제1 봉합 메카니즘은 한 쌍의 오-링 (240a, 240b)으로 이루어지는데, 상기 오-링 (240a, 240b)의 변형량은 대략 원형의 수직 단면적의 0.5% 이상 1.5% 이하인 것을 특징으로 하는 자동 감속율 전환 장치.
입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 점성 저항 부재가 상기 입력 샤프트 (226)에서 흘러나오는 것을 방지하는 제2의 봉합 메카니즘은 상기 입력 샤프트 (226)의 환상의 홈에 설치되며,

상기 제2의 봉합 메카니즘은 대략 X 형상의 단면을 가지는 링 (242)으로 구 성되며, 대략 상기 X 형상의 단면을 가지는 상기 링 (242)의 변형량은 수직 단면적의 0.5%이상 1.5% 이하인 것을 특징으로 하는 자동 감속율 전환 장치.
입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어 (222a, 222b)를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어 (222b)의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 브레이크 메카니즘은 상기 내부 기어 (220)의 원주 엣지 부분에 배치된 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)과 클러치 메카니즘 (302)을 포함하는데, 이들은 모두 내부 측면에 배치된 제1 베어링 (318)과 외부 측면에 배치된 제2 베어링 (324) 사이의 한 방향으로 공전하는 원통형의 부재 (322)와, 상기 내부 기어 (220)의 상기 락 수용 섹션 (230a에서 230d, 231a에서 231d)과 결합되는 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)을 포함하고 있으며,

상기 락 섹션 (232a에서 232d, 233a에서 233d)은 축 방향으로 상기 원통형 부재 (322)의 원주 엣지 부분에 형성되며, 하나의 구조를 가지는 상기 클러치 메카니즘 (302)은 상기 입력 샤프트 (226)의 한 측면과 상기 출력 샤프트 (228)의 한 측면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 감속율 전환 장치.
입력 샤프트 (226)와 출력 샤프트 (228), 모두 헬리칼 기어인 태양 기어 (216), 유성 기어들 (218a에서 218c) 그리고 내부 기어 (220)를 더 포함하며, 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전을 지지하며 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)의 회전에 따라 일체로 회전하는 캐리어를 포함하는 행성 기어 메카니즘 (214)과,

상기 내부 기어 (220)에 내부적으로 삽입되는 캐리어의 내부 섹션 (223), 상기 유성 기어들 (218a에서 218c)과 상기 내부 기어 (220)에 제공되며, 상기 내부 기어 (220)와 상기 유성 기어들 (218a에서 218c) 사이에 추진력을 발생하는 점성 저항 부재와,

상기 내부 기어 (220)의 회전 움직임을 제동하기 위하여 출력 로드의 증가와 감소에 따라 상기 입력 샤프트 (226)나 상기 출력 샤프트 (228)의 방향으로 상기 내부 기어 (220)를 상기 추진력에 의해 평행으로 변위되도록 하는 브레이크 메카니즘을 포함하며,

상기 내부 섹션 (223)을 포함하는 상기 캐리어는 상기 출력 샤프트 (228)와 일체로 형성되는 자동 감속율 전환 장치.
제 6항에 있어서, 축 방향에 평행한 복수개의 홈들 (402)은 상기 캐리어 (400)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 자동 감속율 전환 장치.
제 6항에 있어서, 축 방향에 수직이고 원주 방향에 평행인 복수개의 홈들 (412)은 상기 캐리어 (410)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 자동 감속율 전환 장치.
제 6항에 있어서, 소정 각도에서 축 방향을 가로지르는 경사진 복수개의 홈들 (422)은 상기 캐리어 (420)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 일직선으로 배치된 자동 감속율 전환 장치.
제 6항에 있어서, 반구형의 단면을 가지는 요홈으로 구성된 복수개의 딤플 (432)이 상기 캐리어 (430)의 상기 내부 섹션 (223)의 외부 지름 표면에 형성된 자동 감속율 전환 장치.