KR100971256B1 - 호이스트용 감속기 - Google Patents

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김준성
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안진우
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Abstract

본 발명은 호이스트용 감속기는, 소경부와 대경부가 일체로 형성된 유성기어; 각각의 유성기어가 결합되며 양단부에 요입부가 형성된 유성기어축; 각각의 요입부에 삽입되는 강구; 유성기어의 소경부와 치합되는 제 1 링기어; 유성기어의 대경부와 치합되는 제 2 링기어; 유성기어와 유성기어축 및 강구가 제 1 링기어 및 제 2 링기어 내측에 수용되도록 하며, 강구와 각각 접하는 제 1 커버 및 제 2 커버; 및 유성기어 들의 중심에 유성기어의 소경부와 대경부와 각각 치합되는 소경기어와 대경기어가 각각 구비되는 입력축 및 출력축; 을 포함하여 이루어진다.
본 발명은 호이스트 브레이크 작동시 감속기 내부에 구비된 유성기어가 자체적으로 브레이크 기능을 수행하도록 함으로써 정확한 위치에서 멈출 수 있으며, 미끄럼을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 호이스트 브레이크 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 감속기 내부에 구비된 유성기어를 고정하는 캐리어의 구성을 없앰으로써 감속기의 부피 감소 및 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
호이스트, 브레이크, 감속기, 유성기어, 링기어, 유성기어축, 강구

Description

호이스트용 감속기{Speed Reducer for Hoist}
본 발명은 호이스트용 감속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 호이스트나 크레인과 같은 무거운 짐을 들고 내리는 장비에 사용되어 유성기어의 조합에 의해 감속되도록 함과 동시에 유성기어 자체적으로 브레이크 기능을 갖는 호이스트용 감속기에 관한 것이다.
산업용 기계류를 생산하는 모든 공장에서는 무거운 장치를 옮기거나 일의 능률을 높이기 위하여 호이스트와 같은 보조설비들이 활용되고 있다. 이 중 호이스트는 모든 산업체에서 흔히 볼 수 있는 필수적인 설비이다. 이러한 호이스트는 물건을 들고 이동시키거나 이동 후 물건을 내릴때 정지된 상태를 유지하기 위해 브레이크를 필요로 하게 된다.
대부분의 종래의 호이스트용 브레이크는 다판 디스크와 클러치로 구성되어 디스크의 마찰력에 의해 작동되는 방식을 사용한다. 이러한 방식으로 작동되는 국내외에 사용되고 있는 호이스트에는 정지 기능을 수행하기 위하여 전자식 또는 기계식 브레이크가 사용되고 있다.
그러나 호이스트의 특성상 무거운 짐을 들고 내리는 데 있어 어느 정도 미끄러짐이 필수적으로 발생하고 있어, 사용자가 정확한 위치에 물건을 옮기고자 할 때 높은 집중력과 많은 경력을 가진 경력자가 필요하다.
한편, 감속기는 모터의 회전축과 연결되어 모터의 회전수를 사용용도에 맞게 감속하도록 하는 장치이다. 특히, 높은 감속비를 얻기 위해 유성기어를 이용하고 있다.
종래의 유성기어를 이용한 감속기는 유성기어를 고정하여 동력전달에서 높은 감속비를 얻기 위한 캐리어(Carrier)를 사용하고 있다. 이러한 캐리어는 감속기의 무게를 증가시키게 되며, 감속기 내부에서 상당한 부피를 차지하고 있기 때문에 감속기 크기를 증가시키게 되고, 결국 생산원가를 증가시키게 된다.
한편, 호이스트에 유성기어를 이용한 감속기를 적용하는 경우 브레이크를 작동시켜 정지된 상태를 유지하게 될 때 유성기어는 관성에 의해 회전되는 상태가 지속되게 되므로 유성기어가 완전히 정지되도록 하기 위한 동력손실이 발생되게 되며, 유성기어가 정지된 상태에서 다음 동작을 실행하여야만 작동이 제대로 되게 된다. 따라서, 유성기어를 정지시키기 위한 동력손실을 방지하기 위한 대책이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 호이스트 브레이크 작동시 감속기 내부에 구비된 유성기어가 자체적으로 브레이크 기능을 수행하도록 하여 정확한 위치에서 멈출 수 있으며, 미끄럼을 줄일 수 있는 호이스트용 감속기를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 감속기 내부에 구비된 유성기어를 고정하는 캐리어의 구성을 없앰으로써 감속기의 부피 감소 및 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 호이스트용 감속기를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호이스트용 감속기는 소경부(11)와 대경부(12)가 각각 구비되고, 소경부(11)의 기어수보다 대경부(12)의 기어수가 일정한 비율로 증가되며, 3개로 이루어져 중심을 기준으로 각각 120° 의 각도를 이루는 유성기어(10); 각각의 상기 유성기어(10)가 결합되며 양단부에 요입부(21)가 형성된 유성기어축(20); 각각의 상기 요입부(21)에 삽입되는 강구(30); 상기 유성기어(10) 들의 소경부(11) 외측에 설치되며 상기 유성기어(10)의 소경부(11)와 치합되는 제 1 링기어(40); 상기 유성기어(10) 들의 대경부(12) 외측에 설치되며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)와 치합되는 제 2 링기어(50); 상기 제 1 링기어(40)의 외측과 결합되고, 상기 강구(30)와 접하는 제 1 커버(60); 상기 제 2 링기 어(50)의 외측에 결합되고 상기 유성기어(10)와 상기 유성기어축(20) 및 상기 강구(30)가 상기 제 1 커버(60)와 함께 상기 제 1 링기어(40) 및 상기 제 2 링기어(50) 내측에 수용되도록 하며, 상기 강구(30)와 접하는 제 2 커버(70); 상기 유성기어(10)의 소경부(11) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 소경부(11)에 치합되는 소경기어(81)가 구비되는 입력축(80); 및 상기 유성기어(10)의 대경부(12) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)에 치합되는 대경기어(91)가 구비되는 출력축(90); 을 포함하여 이루어지며, 호이스트의 브레이크 미작동시 상기 강구(30)는 상기 요입부(21)의 내측부위와 상기 제 1 커버(60) 및 상기 제 2 커버(70)와 접촉하여 베어링 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 요입부(21)는 호이스트의 브레이크 작동시 발생되는 상기 출력축(90)의 편심과 상기 출력축(90)과 결합된 상기 제 2 커버(70)가 상기 출력축(90) 편심량만큼 기울어짐 및 상기 제 2 커버(70)와 결합된 제 2 링기어(50)의 편심에 의해 상기 유성기어(10)가 일측으로 기울어짐이 발생할 때 상기 강구(30)가 상기 요입부(21) 선단부위와 접촉하여 상기 강구(30)와 상기 제 1 커버(60) 및 제 2 커버(70)와의 접촉력이 증가되도록 형성되어 상기 유성기어(10)의 브레이크 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 호이스트 브레이크 작동시 감속기 내부에 구비된 유성기어가 자체적으로 브레이크 기능을 수행하도록 함으로써 정확한 위치에서 멈출 수 있으며, 미 끄럼을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 호이스트 브레이크 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 감속기 내부에 구비된 유성기어를 고정하는 캐리어의 구성을 없앰으로써 감속기의 부피 감소 및 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 호이스트용 감속기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어와 링기어 및 선기어의 치합상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어가 선기어에 결합된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 5a와 도 5b는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 브레이크 미작동시와 브레이크 작동시 내부구조를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 호이스트용 감속기는, 소경부(11)와 대경부(12)가 일체로 형성된 유성기어(10); 각각의 상기 유성기어(10)가 결합되며 양단부에 요입부(21)가 형성된 유성기어축(20); 각각의 상기 요입부(21)에 삽입되는 강구(30); 상기 유성기어(10)의 소경부(11)와 치합되는 제 1 링기어(40); 상기 유성기어(10)의 대경부(12)와 치합되는 제 2 링기어(50); 상기 유성기어(10)와 상기 유성기어축(20) 및 상기 강구(30)가 상기 제 1 링기어(40) 및 상기 제 2 링기어(50) 내측에 수용되도록 하며, 상기 강구(30)와 각각 접하는 제 1 커버(60) 및 제 2 커 버(70); 및 상기 유성기어(10) 들의 중심에 상기 유성기어(10)의 소경부(11)와 대경부(12)와 각각 치합되는 소경기어(81)와 대경기어(91)가 각각 구비되는 입력축(80) 및 출력축(90); 을 포함하여 이루어진다.
상기 유성기어(10)는 소경부(11)와 대경부(12)가 각각 구비되고 3개로 이루어져 중심을 기준으로 각각 120° 의 각도를 이루는 것으로 종래에 사용되는 유성기어와 동일한 구조를 갖는다. 상기 소경부(11)의 기어수보다 대경부(12)의 기어수가 일정한 비율로 증가되며, 소경부(11)와 대경부(12)의 기어수 비에 의해 감속비가 결정된다.
상기 유성기어축(20)은 각각의 상기 유성기어(10)가 결합되며 양단부에 요입부(21)가 형성된다. 상기 요입부(21)에는 상기 강구(30)가 삽입되며, 호이스트 브레이크 미작동시 상기 강구(30)가 상기 요입부(21)의 내측부위와 접촉하게 되어 베어링 역할을 하게 된다. 또한, 상기 요입부(21)는 요입부(21)의 선단부위가 상기 강구(30)와 접하게 될 때 상기 제 1 커버(60) 및 제 2 커버(70)와의 접촉력을 증가시키도록 형성된다. 호이스트 브레이크 작동시 상기 강구(30)는 요입부(21) 선단부위와 접촉하여 상기 유성기어(10)의 브레이크 기능을 수행한다. 상기 강구(30)가 상기 요입부(21) 선단부위와 접촉하게 되는 작동은 후술한다.
상기 강구(30)는 각각의 상기 요입부(21)에 삽입되며, 호이스트 브레이크 미작동시 상기 요입부(21)의 내측 부위와 접촉하게 되며, 호이스트 브레이크 작동시 상기 요입부(21)의 선단부위와 접촉하게 된다.
상기 제 1 링기어(40)는 상기 유성기어(10) 들의 소경부(11) 외측에 설치되 며 상기 유성기어(10)의 소경부(11)와 치합된다.
상기 제 2 링기어(50)는 상기 유성기어(10) 들의 대경부(12) 외측에 설치되며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)와 치합된다.
상기 제 1 커버(60)는 상기 제 1 링기어(40)의 외측과 결합되고, 상기 강구(30)와 각각 접한다.
상기 제 2 커버(70)는 상기 제 2 링기어(50)의 외측에 결합되고 상기 유성기어(10)와 상기 유성기어축(20) 및 상기 강구(30)가 상기 제 1 커버(60)와 함께 상기 제 1 링기어(40) 및 상기 제 2 링기어(50) 내측에 수용되도록 하며, 상기 강구(30)와 접한다.
상기 입력축(80)은 상기 유성기어(10)의 소경부(11) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 소경부(11)에 치합되는 소경기어(81)가 구비된다. 이에 따라 입력축(80)의 입력에 의해 소경기어(81)가 회전되고 상기 유성기어(10)의 소경부(11)가 회전되게 된다.
상기 출력축(90)은 상기 유성기어(10)의 대경부(12) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)에 치합되는 대경기어(91)가 구비되며, 출력축(90)과 결합된다. 이에 따라 상기 입력축(80)의 입력에 의해 소경기어(81)가 회전되고, 소경기어(81)의 회전에 따라 상기 유성기어(10)의 소경부(11)가 상기 제 1 링기어(40)의 내면에서 회전되게 된다. 또한, 상기 유성기어(10)의 소경부(11)가 회전되면 상기 유성기어(10)의 유성기어축(20)이 회전되어 상기 유성기어(10)의 대경부(12)가 상기 제 2 링기어(50)의 내면에서 회전되게 되고, 대경부(12)의 회전에 의해 상기 대경부(12)와 치합된 출력축(90)의 대경기어(91)가 회전되어 출력되게 된다.
아울러, 상기 입력축(80)은 상기 제 1 커버(60)와 결합되어 연동되고, 상기 제 1 링기어(40)는 모터(미도시됨)의 회전에 의해 회전되는 드럼(100)과 플랜지 결합된 것이 바람직하다. 이때, 드럼(100)은 상기 출력축(90)과 결합되는 동력전달축(110)이 설치된 부위로 설치되도록 함으로써 입력축의 동력입력과 출력축의 동력출력을 같은 방향으로 설치할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 입력축(80)의 소경기어(81)와 출력축(90)의 대경기어(91)가 직접 유성기어(10)와 치합되도록 하여 종래에서와 같은 유성기어를 고정하는 캐리어를 구비할 필요가 없어 감속기의 부피 감소 및 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 호이스트용 감속기는 호이스트에 구비된 감속기와 별도로 구비된 브레이크 미작동시(도 5a 참조)에 상기 강구(30)가 상기 요입부(21)의 내측부위와 상기 제 1 커버(60) 및 상기 제 2 커버(70)에 각각 접촉하여 베어링 기능을 수행한다.
호이스트에 구비된 브레이크 작동시(도 5b 참조)에 상기 출력축(90)이 브레이크 작동되게 되는데 상기 출력축(90)이 편심되게 된다. 상기 출력축(90)이 편심되게 되면 상기 출력축(90)과 결합된 상기 제 2 커버(70)가 상기 출력축(90) 편심량만큼 기울어지게 되고 상기 제 2 커버(70)와 결합된 제 2 링기어(50)가 편심되게 된다. 이와 같이 상기 출력축(90)과 상기 제 2 링기어(50)가 편심되게 되면 상기 출력축(90)의 대경기어(91)와 상기 제 2 링기어(50)에 치합되는 유성기어(10)의 대 경부(12) 또한 편심되게 되어 결국 유성기어축(20)이 기울어지게 된다.
이와 같이 상기 유성기어축(20)이 기울어짐이 발생되면 상기 강구(30)가 상기 요입부(21)의 선단부위와 접촉되게 된다. 상기 강구(30)가 상기 요입부(21)의 선단부위와 접촉되게 되면 상기 강구(30)가 상기 제 1 커버(60) 및 제 2 커버(70)와의 접촉력이 증가되게 되어 결국 상기 유성기어(10)의 브레이크 기능을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 호이스트 브레이크 작동시 감속기 내부에 구비된 유성기어가 자체적으로 브레이크 기능을 수행하도록 함으로써 정확한 위치에서 멈출 수 있으며, 미끄럼을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 호이스트 브레이크 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
호이스트 외에도 선박용 크레인, 기계 산업용 감속기, 엘리베이터 감속기, 항만 크레인 등 유성기어의 조합으로 된 감속기가 사용되는 모든 기계장치에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어와 링기어 및 선기어의 치합상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 유성기어가 선기어에 결합된 상태를 나타낸 사시도.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 의한 호이스트용 감속기의 브레이크 미작동시와 브레이크 작동시 내부구조를 나타낸 단면도.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 유성기어 11: 소경부
12: 대경부 20: 유성기어축
21: 요입부 30: 강구
40: 제 1 링기어 50: 제 2 링기어
60: 제 1 커버 70: 제 2 커버
80: 입력축 81: 소경기어
90: 출력축 91: 대경기어

Claims (2)

  1. 호이스트용 감속기에 있어서,
    소경부(11)와 대경부(12)가 각각 구비되고, 소경부(11)의 기어수보다 대경부(12)의 기어수가 일정한 비율로 증가되며, 3개로 이루어져 중심을 기준으로 각각 120° 의 각도를 이루는 유성기어(10);
    각각의 상기 유성기어(10)가 결합되며 양단부에 요입부(21)가 형성된 유성기어축(20);
    각각의 상기 요입부(21)에 삽입되는 강구(30);
    상기 유성기어(10) 들의 소경부(11) 외측에 설치되며 상기 유성기어(10)의 소경부(11)와 치합되는 제 1 링기어(40);
    상기 유성기어(10) 들의 대경부(12) 외측에 설치되며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)와 치합되는 제 2 링기어(50);
    상기 제 1 링기어(40)의 외측과 결합되고, 상기 강구(30)와 접하는 제 1 커버(60);
    상기 제 2 링기어(50)의 외측에 결합되고 상기 유성기어(10)와 상기 유성기어축(20) 및 상기 강구(30)가 상기 제 1 커버(60)와 함께 상기 제 1 링기어(40) 및 상기 제 2 링기어(50) 내측에 수용되도록 하며, 상기 강구(30)와 접하는 제 2 커버(70);
    상기 유성기어(10)의 소경부(11) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 소 경부(11)에 치합되는 소경기어(81)가 구비되는 입력축(80); 및
    상기 유성기어(10)의 대경부(12) 중심에 위치하며 상기 유성기어(10)의 대경부(12)에 치합되는 대경기어(91)가 구비되는 출력축(90);
    을 포함하여 이루어지며, 호이스트의 브레이크 미작동시 상기 강구(30)는 상기 요입부(21)의 내측부위와 상기 제 1 커버(60) 및 상기 제 2 커버(70)와 접촉하여 베어링 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 호이스트용 감속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요입부(21)는 호이스트의 브레이크 작동시 발생되는 상기 출력축(90)의 편심과 상기 출력축(90)과 결합된 상기 제 2 커버(70)가 상기 출력축(90) 편심량만큼 기울어짐 및 상기 제 2 커버(70)와 결합된 제 2 링기어(50)의 편심에 의해 상기 유성기어(10)가 일측으로 기울어짐이 발생할 때 상기 강구(30)가 상기 요입부(21) 선단부위와 접촉하여 상기 강구(30)와 상기 제 1 커버(60) 및 제 2 커버(70)와의 접촉력이 증가되도록 형성되어 상기 유성기어(10)의 브레이크 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 호이스트용 감속기.
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