KR100862712B1 - 증가된 수의 맞물린 톱니를 가지는 감속기어 - Google Patents

Abstract

감속기어는 자체의 내부 벽에 톱니를 구비하는 속이 빈 실린더를 포함하는 케이스; 상기 실린더의 상기 톱니와 맞물리는 외부 톱니 및 내부 톱니를 구비하는 링 기어; 그리고 상기 실린더에 장착되어, 뒤쪽 및 앞쪽 편심부에 각각 회전적으로 결합되는 제1및 제2 기어를 포함한다. 제1 속도로 입력 축을 회전시켜 상기 편심축을 회전시킴으로써 상기 링 기어의 내부 톱니 주위에서 제1 및 제2 기어를 편심적으로 회전시키기 되어, 제1 속도 보다 낮은 제2 속도로 출력축을 회전시킨다. 본 발명은 회전하는 많은 톱니로 레디얼 로드(Radial Load)를 분배하기 위해서 각각의 제1 및 제2 기어와 상기 링기어 사이에 증가된 수의 맞물린 톱니를 가진다.

감속기어, 케이스, 링기어, 편심 기어 조립체, 입력축 조립체, 출력축 조립체, 제1 및 제2 기어, 레디얼 로드(Radial load), 실린더, 톱니

Description

증가된 수의 맞물린 톱니를 가지는 감속기어{Reduction Gear With Increased Number of Meshed Teeth}

도 1은 본 발명에 따른 감속기어의 바람직한 실시 예에 대한 분해도.

도 2는 조립된 감속기어의 부분 단면에 대한 측면도.

도 3은 비동작 상태의 제1 기어와 링 기어의 기어연결을 나타내는 도 2의 개략적인 정면도.

도 4는 비동작 상태의 링기어와 제2 기어의 기어 연결을 나타내는 도 2에 대한 개략적인 정면도.

도 5는 링기어와 제1 기어가 동작상태에 있을 때의 도 3에 유사한 도면.

도 6은 링기어와 제2 기어가 동작상태에 있을 때의 도 4에 유사한 도면.

본 발명은 감속기어, 더 세부적으로는 증가된 수의 맞물린 톱니를 가지는 감속기어에 관련된다.

종래의 한 유형의 감속기어는 서로 맞물린 다른 직경을 가지는 복수의 기어들로 구성되기 때문에, 예컨대, 대형 기어에 고정된 출력 축이 높은 토크에서 저속 회전할 수 있다. 종래 감속기어의 다른 유형은 유성 기어링(Planetary Gearing)으로 구현될 수 있다.

통상적으로, 어느 경우든, 다른 기어의 톱니와 맞물리는 기어의 톱니는 단지 하나이다. 이는 레디얼 로드(Radial Load)가 회전하는 극소수의 맞물린 톱니로 주로 향한다는 것을 의미한다. 이는 기어의 유용한 수명을 단축하는 단점을 가진다.

상기 결함을 제거하기 위한 하나의 제안은, 기어의 직경을 증가시켜서 기어를 경화처리(hardening treatment)하는 것이다. 그러나, 이는 기어박스의 크기와 제조비용을 증가시키기 때문에 둘 모두 바람직하지 않다.

감속기어에 대한 종래의 특허에는 수많은 제안들이 있다. 예컨대, 미국 특허 번호 6,832,970에는 내부 연소 엔진의 시동발전장치(Starter Generator)를 위한 감속기어를 개시하고 있다. 따라서, 감속기어의 이용에 있어서 지속적인 발전이 지속적으로 추구되고 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 감소된 크기를 가지는 감속기어를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 증가된 수의 맞물린 톱니를 가지는 기어를 제공함으로써, 감속기어가 제조비용을 감소시키기 위해 경화 단계를 포함하지 않는 제조 공정으로 생산될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적들과, 특징 및 장점들은 다음의 도면과 함께 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1-6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다른 감속기어(100)가 도시된다. 감속기어(100)는 케이스(10), 링 기어(20), 편심기어 조립체(30), 입력축 조립체(40), 그리고 출력축 조립체(50)를 포함한다. 각각의 성분들이 구체적으로 다음에 다루어질 것이다.

케이스(10)는 속이 빈 실린더(111) 및 실린더(111)의 고리형내부 벽 위에 형성되는 톱니(112)를 구비하는 고정시트(fixed seat)(11); 중심 홀을 구비하는 뒷 커버(Rear Cover)(12); 그리고 중심 홀을 구비하는 앞 커버(13)를 포함한다.

링 기어(20)는 톱니(112)와 맞물리는 외부톱니 부분(21)과 내부톱니 부분(22)을 가진다. 편심기어 조립체(30)는 긴 구멍(311), 상기 구멍(311)의 내벽 상의 긴 홈(Groove)(312), 후방의 제1 편심부(313), 그리고 고리형 플랜지(Flange)에 의해서 제1 편심부(313)로부터 일정한 간격을 두고 앞면에 배열된 제2 편심부(314)를 포함하는 편심축(31); 중심관통 홀(321), 외부 표면상의 고리형 톱니 부분(323), 관통 홀(321) 주위에 또는 관통 홀(321)과 톱니 부분(323) 사이에 일정하게 간격을 두고 배열된 복수의 구멍(322)을 구비하는 제1 기어(32); 그리고 중심 관통 홀(331), 외부 표면상의 고리형 톱니 부분(333), 관통 홀(331), 관통 홀(331) 및 톱니 부분(333) 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(332)을 구비하는 제2 기어(33)를 포함한다.

제2 기어(33)는 관통 홀(331)의 내벽과 제2 편심부(314) 사이에 베어링을 설치함으로써 제2 편심부(314)에 회전적으로 고정된다. 제1 기어(32)는 관통 홀(321)의 내부벽과 제1 편심부(313) 사이에 베어링을 설치함으로써 제1 편심부(313)에 회전적으로 고정된다. 편심부 기어 조립체(30)는 내부 톱니부(22)와 맞물리는 일정한 간격의 톱니부(323, 333)를 가지는 실린더(111)에 설치된다.

입력축 조립체(40)는 앞면에 있는 고리형 홈통(trough)(412)과 홈통(412) 뒷면의 키 홈(Keyway)(411)를 구비하는 형성된(staged) 입력 축(Input Shaft)(41); 키 홈(411)으로 부분적으로 삽입되는 키(42); 그리고 중심관통 홀(도면부호 미표시) 주변에 그리고 과 관통 홀과 그 주변 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(431)을 구비하는 접합 링(Abutment Ring)(43)을 포함한다. 입력 축(41)은 홈(312)로 삽입되는 키(42)의 노출 부를 가지는 편심축(31)의 구멍을 통해서 삽입되어, 입력 축(41)과 편심축(31)을 함께 결합시킨다. C-형 링(413)은 입력 축(41)과 편심 기어 조립체(30)을 함께 조립하기 위해서 제2 기어(33)의 앞에 배치된 홈통(412)에 맞추어 진다. 접합 링(43)은 접합 링(43)의 관통 홀의 내벽과 입력축(41)의 뒷면 확대(rear enlargement) 사이에 베어링을 설치함으로써 입력축(41) 주위에 고정된다. 이러한 고정된 위치에서, 구멍(322)은 구멍(531)과 정렬된다.

출력 축 조합체(50)는 키 홈(도면부호 미표시)을 구비하는 앞면 출력 축(51)과 출력 축(51)의 뒷면에 고정적으로 설치되고, 그 중심과 주변 사이 및 중심 주변에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(521)을 가지는 고리형 평판(Ring Plate)(52)를 포함한다. 출력 축 조립체(50)는 구멍(332)과 정렬된 구멍(521)을 가지는 제2 기어(33)의 앞면 표면으로 설치된다. 복수의 핀(53)은 복수의 너트(54)에 나사로 고정된 나사모양의 단부를 가지도록 구멍(521, 332, 322, 및 431)을 통해서 느슨하게 삽입된다. 더욱이, 복수의 나사(55)가 출력 축(51)의 주변 가장자리를 통해서 핀(53)으로 연결된다. 결과적으로, 출력 축 조립체(50)와 편심 기어 조립체(30)는 함께 고정된다. 즉, 편심기어 조립체(30)는 케이스(10)에 회전적으로 설치되며, 편심기어 조립체(30)는 출력 축 조립체(50)와 입력축 조립체(40)에 고정되는 뒷면 가장자리를 가진다. 결국, 앞 커버(13)로부터 확장하는 출력 축(51)과 뒤 커버(12)로부터 확장하는 입력 축(41)을 구비하는 완전한 감속 기어(100)를 조립하기 위해서, 앞 커버(13)를 실린더(111)의 정면 가장자리에, 그리고 뒤 커버(12)를 실린더(111)의 뒷면 가장자리에 나사로 고정한다.

도 3과 도 4를 참조하여, 제1 기어(32)의 톱니 부분(323)의 톱니수의 약 6분의 1이 링 기어(20)의 내부 톱니 부분(22)의 똑같은 톱니 수와 각각 맞물리며, 제2 기어(33)의 톱니 부분(333)의 톱니수의 약 6분의 1이 링 기어(20)의 내부 톱니 부분(22)의 똑같은 톱니수와 각각 맞물린다. 이는 회전하는 더 많은 톱니를 레이얼 로드에 분배하는 잇점을 가진다. 그러므로, 본 발명은 기어의 직경을 증가시키거나, 경화처리 할 필요가 없다.

도 5 및 6을 참조하여, 본 발명의 동작은 아래에서 세부적으로 기술될 것이다. 입력축(41)은 낮은 토크에서 고속으로 회전하며, 출력 축(51)은 감속기어(100)의 감속 메커니즘을 통해서 높은 토크에서 낮은 속도로 회전한다. 즉, 편심축(31)은 편심적으로 회전하여 제1 및 제2 기어(32, 33)이 내부 톱니 부분(22) 주변에서 주기적으로 회전하도록 한다. 또한, 구멍(521, 332, 322 및 431)은 핀(53) 주변에서 편심적으로 회전한다. 예컨대, 톱니 부분(323, 333)의 각각은 150개의 톱니를 가지고, 내부 톱니 부분(22)은 그에 맞물리도록 적응된 152개의 톱니를 가진다. 따라서, 입력축(41)의 150회전은 두 번의 출력 축(51)의 회전을 야기한다(즉, 톱니부(323, 333)는 내부 톱니 부(22)에 대하여 2 회전한다).

고리형 기어(20)는 제1 기어(32) 및 제2 기어(33) 모두 주변에서 설치되기 이전에 약간 변형되어야 한다는 데 주목할 필요가 있다. 상기 실시 예가 고리형 기어(20)의 반대편 가장자리에 배치된 두 개의 기어에 대한 것인 반면, 고리형 기어(20)의 한쪽 끝에 두 개 이상의 기어가 배치되는 것이 가능하다는 것은 본 발명에 의해서 의도된 바와 같이 명백하다.

개시된 본 발명이 특정 실시 예에 의해서 개시되었지만, 많은 다양한 수정과 변경이 청구항에 기재된 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해서 이루어질 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 감소된 크기의 감속기어를 제공하며, 증가된 수의 맞물린 톱니를 가지는 기어를 제공함으로써, 제조 비용을 절감시키기 위한 경화 단계를 포함하지 않는 제조 공정으로 감속기어를 생산할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 자체 내부 벽 상의 톱니(112)를 구비하는 속이 빈 실린더(111), 중심 홀을 구비하는 뒤 커버(12), 그리고 중심 홀을 구비하는 앞 커버(13)를 포함하는 케이스(10);

   상기 실린더(111)의 톱니(112)와 맞물리는 외부 톱니(21), 및 내부 톱니(22)를 가지는 링 기어(20);

   상기 실린더(111)에 설치되고, 내부 벽에 긴 홈(312)과, 뒤쪽 편심부(313), 및 앞쪽 편심부(314)를 포함하는 속이 빈 편심축(31); 상기 링 기어(20)의 내부 톱니(22)와 맞물리는 외부 톱니(323), 및 제1 기어(32)가 상기 뒷쪽 편심부(313)에 회전적으로 고정되며, 외부 톱니(323)와 그 중심 홀(321) 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(322)을 구비하는, 속이 빈 제1 기어(32); 그리고 상기 링 기어(20)의 내부 톱니(22)와 맞물리는 외부 톱니(333), 및 제2 기어(33)가 상기 앞쪽 편심부(314)에 회전적으로 고정되며, 상기 외부 톱니(333)와 그 중심홀(331) 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(332)을 구비하는 속이 빈 제2 기어(33)를 포함하는, 편심 기어 조립체(30);

   C-형 링(413); 고리형 홈통(412) 및 중간 키 홈(411)을 구비하는 계단형 입력 축(41); 중간 키 홈(411)에 부분적으로 삽입된 키(42); 그리고 중심 홀 및 그 주변 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(431)을 구비하는 접합 링(43)을 포함하며, 상기 입력축(41)은 상기 입력축(41)과 상기 편심축(31)을 함께 결합하기 위해 상기 홈(312)으로 삽입되는 상기 키(42)의 노출된 부분을 가지는 상기 편심축(31)을 통해서 삽입되고, 상기 C-형 링(413)은 편심 기어 조립체(30) 내의 상기 입력축(41)을 고정하기 위해서 상기 고리형 홈통(412)에 끼워지며, 상기 접합 링(43)은 상기 입력축(41)에 회전적으로 고정되는, 입력축 조립체(40); 그리고

   계단형의 출력축(51); 중심과 주변부 사이에 일정한 간격으로 배열된 복수의 구멍(521)을 구비하는 출력축(51)의 뒤쪽 끝에 위치한 고리형 평판(52); 상기 고리형 평판(52)의 구멍(521), 제2 기어(33)의 상기 구멍(332), 제1 기어(32)의 상기 구멍(322), 및 접합 링(43)의 구멍(431)을 통해서 복수의 너트(54)에 그 가장자리가 나사로 고정되도록 느슨하게 삽입된 복수의 핀(53); 그리고 잠금(fastening)을 위해서 상기 출력축(51)의 주변 가장자리를 통해 상기 핀(53)으로 결합 되는 복수의 나사(screws)(55)로 구성되는, 제2 기어(33)의 앞쪽에 장착되는 출력축 조립체(50);

   로 구성되며,

   상기 실린더(111)의 앞쪽 가장자리는 상기 앞 커버(13)에 나사 결합 되고, 상기 실린더(111)의 뒤쪽 가장자리는 상기 뒤 커버(12)에 나사 결합되며, 상기 출력축(51)은 앞 커버(13)로부터 돌출되고, 상기 입력축(41)은 상기 뒤 커버(12)로부터 돌출되며,

   제1 기어(32) 외부톱니(323)의 제1 일부 톱니는 상기 링 기어(20) 내부톱니(22)의 제2 일부 톱니와 맞물리고, 상기 제2 기어(33) 외부 톱니의 제3 일부 톱니는 상기 링 기어(20) 내부톱니(22)의 제4 일부 톱니와 맞물리며,

   제1 속력으로 상기 입력축(41)의 회전에 응답하여, 상기 편심축(31)은 상기 링 기어(20)의 내부 톱니(22) 주위에서 상기 제1 및 제2 기어(32,33)를 회전시키기 위해 편심적으로 회전함으로써, 상기 고리형 평판(52)의 구멍(521), 제2 기어(33)의 구멍, 제1 기어(32)의 구멍(322), 그리고 상기 핀들(53) 주위의 접합 링(43)의 구멍(431)을 편심적으로 회전시키고, 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 상기 출력 축(51)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 감속기어 장치(100).
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 일부 톱니는 제1 기어(32)의 외부 톱니(323)의 전체 숫자의 약 6분의 1이고, 상기 제2 일부 톱니는 상기 링 기어(20)의 내부 톱니(22)의 전체 숫자의 약 6분의 1이며, 상기 제3 일부 톱니는 제2 기어(33)의 외부 톱니(333)의 전체 수의 약 6분의 1이고, 상기 제4 일부 톱니는 상기 링 기어(20)의 내부 톱니(22)의 전체 숫자 톱니의 약 6분의 1인 것을 특징으로 하는 감속기어장치.

Images