KR101184923B1 - 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자가 필요에 따라 각각 다른 감속비를 얻을 수 있는 감속기에 관한 것으로, 출력축이 회전 가능하게 고정된 모터, 상기 출력축의 외주면에 맞물리는 2개 이상의 변속기어, 상기 2개 이상의 변속기어 중심에 맞물리는 입력축을 포함하며, 상기 변속기어는 상기 출력축에 맞물리는 입력기어와 상기 입력축에 맞물리는 출력기어 및 상기 입력기어와 출력기어 사이에 전자클러치를 구비한다.

이와 같은 본 발명은 하나의 감속기로 각각 다른 감속비를 얻을 수 있고, 사용자가 필요에 따라 감속비를 조절함은 물론 요구되는 감속비를 적절하게 선택할 수 있는 유용한 효과가 있다.

감속기, 변속기어, 전자 클러치, 입력축, 출력축

Description

감속기{Speed Reducer}

본 발명은 감속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동모터의 회전수를 줄여 저속 또는 큰 토크를 얻을 수 있는 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 감속기는 모터의 회전축에 연결되어 모터의 회전수를 사용 용도에 맞게 감속하도록 하는 장치이다.

이러한 감속기는 서로 맞물려 있는 기어 트레인에 의해 감속을 얻는 것으로, 기어 트레인의 기어들은 큰 기어와 작은 기어가 서로 맞물려 있으며, 감속기의 일반적인 구조를 도1에 도시하였다.

도1에 도시된 바와 같이, 감속기는 제1소기어(12)가 입력축(11)에 고정되어 있고, 제1소기어(12)는 제1대기어(13)에 맞물려 감속됨과 동시에 큰 토크를 전달하게 되며, 제2소기어(14)는 그 제1대기어(13)와 고정되어 함께 회전하도록 구성되어 동일한 회전수로 회전하게 된다.

또 제2소기어(14)는 다시 제2대기어(15)에 맞물려 감속됨과 동시에 큰 토크를 전달하게 되며, 더욱 감속이 필요한 경우, 제2대기어(15)에도 함께 고정되는 제 3소기어(16)를 설치하고, 제3소기어(16)에 맞물리게 함으로써 더욱 감속됨과 동시에 큰 토크를 출력축(18)에 전달하게 된다.

케이스는 도시가 생략되지만, 그 각 기어들의 조립과 분해를 위해 분할되어 구성되고, 입력축(11), 제1 내지 제3소기어(12, 14, 16) 및 제1 내지 제3 대기어(13, 15, 17)가 베어링(19)과 오일씰(19')을 개재하여 상기 케이스에 회전 가능하게 지지된다.

그러나 상술한 감속기는 최종 기어열에서 걸리는 힘 즉, 토크가 상당히 크기 때문에 기어의 열에 비용이 크게 소요되는 한편 전달토크에도 한계가 있다.

또한 높은 감속비를 얻기 위해서는 기어비가 커져야 하고, 이에 따라 기어의 크기 내지는 감속기의 크기가 커져야 하며, 나아가 다수의 감속 단계를 거치는 과정에서 백래쉬(backlash)의 누적으로 인하여 순간적으로 단속될 염려가 있고 특히 정역 회전의 경우 더욱 심하게 된다.

또 다단으로 감속하여 높은 감속비를 얻기 위해서는 기어의 개수가 많아지고, 장치가 복잡하게 되며 부피가 커지게 된다.

이와 같은 종래의 감속기는 높은 감속비를 얻기 위하여 감속기의 전체 크기 및 기어 등이 커져야 하는 폐단이 있고, 백래쉬에 의한 단속으로 인한 감속기의 파손 또는 고장이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 감속기는 사용자가 필요로 하는 감속비를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 사용자가 얻고자 하는 감속비가 1:10, 1:20, 1:30 등의 감속비를 얻고자 하는 경우 각각 다른 비율의 감속비를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 필요에 따라 각각 다른 감속비를 얻을 수 있는 감속기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 입력축과 하나의 출력축 사이에 배열된 다수의 변속기어에 의해 각각 다른 감속비를 얻을 수 있는 감속기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 감속기는 출력축이 회전 가능하게 고정된 모터, 상기 출력축의 외주면에 맞물리는 2개 이상의 변속기어, 상기 2개 이상의 변속기어 중심에 맞물리는 입력축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속기어는 상기 출력축에 맞물리는 입력기어와 상기 입력축에 맞물리는 출력기어 및 상기 입력기어와 출력기어 사이에 전자클러치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속기어는 상기 출력축의 외주면에 상기 입력기어가 등각도로 맞물리고, 상기 입력축의 외주면에 상기 출력기어가 등각도로 맞물리는 것을 특징으로 한다.

상기 변속기어는 상기 입력기어에 고정되는 축과 상기 출력기어에 고정되는 축이 분리되어 있고, 상기 분리된 축은 상기 전자 클러치에 의해 탈착 되는 것을 특징으로 한다.

상기 입력기어에 고정된 축에는 마그네트가 고정되어 있고, 상기 마그네트 일면에는 라이닝이 고정되어 있으며, 상기 마그네트 타면에는 인가된 전원에 의해 전자기력을 발생시키는 코일이 고정되어 있고, 상기 출력기어에 고정된 축에는 마그네트 허브가 고정되어 있고, 상기 마그네트 허브 일면에는 아마추어가 이동 가능하게 고정되어 있으며, 상기 아마추어에는 고정구가 고정되어 있고, 상기 고정구에는 스프링이 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네트와 라이닝은 테두리가 일정 각도만큼 경사져 있으며, 상기 아마추어는 상기 라이닝과 동일한 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 하나의 감속기로 각각 다른 감속비를 얻을 수 있고, 사용자가 필요에 따라 감속비를 조절함은 물론 요구되는 감속비를 적절하게 선택할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명은 다수의 기어가 배열되지 않아도 되므로 그 구조가 매우 간단하게 이루어져 있고, 다수의 기어를 사용하지 않으므로 제조비용을 절감할 수 있으며, 종래의 감속기에 비하여 그 크기를 더욱 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명의 감속기를 도시한 단면도이고, 도3은 본 발명의 감속기를 도시한 분해 사시도이며, 도4는 본 발명의 감속기를 도시한 측면도이다.

도2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 감속기(100)는 출력축(111)이 구비된 모터(110), 상기 출력축(111)의 외주면에 맞물리는 다수의 변속기어(130) 및 상기 다수의 변속기어(130)의 중심에 맞물리는 입력축(150)을 포함하여 이루어진다.

상기 모터(110)는 출력축(111)을 일정 속도로 회전시키는 것으로, 상기 모터(110)는 통상의 것을 사용하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또 출력축(111)에는 그 외주면에 기어가 형성되어 있으며, 모터(110) 일측에는 감속기(100)의 출력축(111), 변속기어(130) 및 입력축(150)을 감싸는 케이스(112)가 구비되어 있다.

상기 변속기어(130)는 출력축(111)에 맞물리는 입력기어(131), 상기 입력기어(131)의 회전력을 상기 입력축(150)에 전달하는 출력기어(132)와 상기 입력기어(131)와 출력기어(132) 사이에 전자클러치(133)가 구비되어 있다.

이러한 변속기어(130)는 출력축(111)의 회전력을 입력축(150)으로 전달하는 것으로, 출력축(111)에는 다수의 변속기어(130)가 맞물리게 된다.

즉, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 출력축(111)에는 그 외주면에 3개의 변속기어(130)가 맞물려 있으며, 2개의 변속기어(130) 또는 4개의 변속기어(130)가 맞물릴 수 있으며, 필요에 따라 다수의 변속기어(130)를 증감될 수 있다.

또한 변속기어(130)는 출력축(111) 및 입력축(150)에 각각 등각도로 배열되 는 것이 바람직하다.

상기 변속기어(130)는 출력축(111)에 대하여 각각 다른 감속비율로 맞물리며, 다수의 변속기어(130) 중 제1변속기어(135)는 출력축(111)의 회전수를 1/10 비율로 감속시키고, 제2변속기어(136)는 출력축(111)의 회전수를 1/20 비율로 감속시키며, 제3변속기어(137)는 출력축(111)의 회전수를 1/30 비율로 김속시킨다.

이러한 감속비율은 예시적으로 설명된 것으로, 저속이 요구되는 경우 감속비율을 더 높일 수 있고, 고속이 요구되는 경우 감속비율을 더 낮출 수 있음은 물론이다.

또 변속기어(130)는 동일한 구조로 이루어져 있으므로, 제1변속기어(135)를 중심으로 설명하되 제2변속기어(136) 및 제3변속기어(137)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 변속기어(130)는 입력기어(131)와 출력기어(132) 사이에 분리된 축(139)이 고정되어 있고, 분리된 축(139)의 마주보는 위치에는 전자 클러치(133)가 인가된 전원에 의해 탈착 되게 고정되어 있다.

즉, 입력기어(131)에 고정된 축(139)에는 마그네트(140)가 고정되어 있고, 상기 마그네트(140)에는 코일(141)이 감겨져 있으며, 마그네트(140) 일면에는 라이닝(142)이 고정되어 있다.

이러한 마그네트(140)는 볼트로 축(139)에 견고하게 고정되어 있고, 마그네트(140)의 테두리는 전면 즉, 후술하는 아마추어(144) 쪽으로 경사져 있으며, 라이닝(142) 또한 마그네트(140)와 함께 동일한 각도로 경사져 있다.

또한 출력기어(132)에 고정된 축(139)에는 아마추어 허브(143)가 고정되어 있고, 아마추어 허브(143) 일면에는 아마추어(144)가 고정되어 있으며, 상기 아마추어(144)에는 고정구(145)가 고정되어 있다.

아울러 아마추어(144)는 마그네트(140)와 탈착되는 것으로, 마그네트(140) 및 라이닝(142)과 동일하게 경사져 있고, 이들 마그네트(140)와 라이닝(142) 및 아마추어(144)는 그 접촉면적이 넓어져 큰 토크(torque)를 전달할 수 있게 된다.

상기 고정구(145)는 그 일측이 아마추어 허브(143)를 관통하여 아마추어 허브(143) 외측에 돌출되게 고정되어 있으며, 고정구(145)에는 스프링(147)을 끼운 후 너트 등의 고정수단이 체결되어 있다.

한편 출력축(111), 입력축(150) 및 변속기어(130)에는 축 하중을 지지함은 물론 원활하게 회전되도록 각각 베어링(146)이 결합되어 있고, 케이스(112)에는 사용자가 변속기어(130) 중 제1변속기어(135), 제2변속기어(136), 제3변속기어(137)를 선택할 수 있는 스위치(도면상 미도시됨)가 구비되어 있다.

즉, 사용자가 스위치를 선택함에 따라 제1변속기어(135), 제2변속기어(136) 및 제3변속기어(137) 중 어느 하나가 선택되며, 스위치의 온/오프에 의해 변속기어(130)의 코일(141)에 전원이 인가되도록 전기적으로 연결되어 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 감속기는 인가된 전원에 의해 모터(110)가 회전되고, 모터(110)의 회전으로 출력축(111)이 회전된다.

이러한 회전에 의해 다수의 변속기어(130)는 회전하게 되며, 사용자는 감속 시키고자 하는 비율에 따라 스위치를 선택하여 조작하게 된다.

즉, 사용자가 변속기어(130) 중 제1변속기어(135)가 회전되도록 스위치를 조작하게 되고, 온 상태로 된 스위치는 온(on) 상태로 전환되어 전원이 인가되고, 인가된 전원이 코일(141)에 흐르게 된다.

아울러 사용자는 제1변속기어(135)에 비하여 감속비율이 높은 제2변속기어(136) 또는 제3변속기어(137)를 자유로이 선택할 수 있다.

이렇게 전원이 인가된 코일(141)에는 전자기력이 발생되고, 전자기력에 의해 아마추어(144)가 당겨지게 되고, 아마추어 허브(143)에 결합되어 있는 아마추어(144)가 코일(141) 쪽으로 이동하게 된다.

상기 이동된 아마추어(144)는 마그네트(140)에 고정되어 있는 라이닝(142)에 밀착되고, 출력축(111)에 의해 회전되는 입력기어(131)의 회전력이 출력기어(132)로 전달된다.

이때 라이닝(142) 및 아마추어(144)는 그 테두리가 경사져 있어 접촉면적이 넓어져 동력전달이 더욱 원활하고 정확하게 이루어짐은 물론 큰 토크를 전달할 수 있게 된다.

즉, 라이닝(142)이 아마추어(144)를 일부 감싸는 형태로 결합되므로 라이닝(142)과 아마추어(144)의 결합력이 더욱 높아지게 되어 큰 토크가 전달되더라도 출력축(111)의 큰 토크가 입력축(500)으로 전달된다.

상기 출력기어(132)이 회전됨에 따라 출력기어(132)에 맞물려 있는 입력축(150)이 회전된다.

본 발명은 감속기뿐만 아니라 하나의 축을 각각 다른 회전수로 회전시키는 데에도 적용될 수 있다.

도1은 종래의 감속기를 도시한 단면도이다.

도2는 본 발명의 감속기를 도시한 단면도이다.

도3은 본 발명에 의한 감속기의 기어 배열을 도시한 개략도이다.

도4는 본 발명에 의한 감속기의 기어 배열을 도시한 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 감속기 110: 모터

111: 출력축 112: 케이스

130: 변속기어 131: 입력기어

132: 출력기어 133: 전자 클러치

135: 제1변속기어 136: 제2변속기어

137: 제3변속기어 139: 축

140: 마그네트 141: 코일

142: 라이닝 143: 아마추어 허브

144: 아마추어 145: 고정구

146: 베어링 150: 입력축

Claims (6)

1. 삭제
2. 출력축이 회전 가능하게 고정된 모터와 상기 출력축의 외주면에 맞물리는 2개 이상의 변속기어 및 이들 2개 이상의 변속기어 중심에 맞물리는 입력축을 포함하고, 상기 변속기어는 상기 출력축에 맞물리는 입력기어와 상기 입력축에 맞물리는 출력기어 및 상기 입력기어와 출력기어 사이에 전자클러치를 구비하되, 상기 변속기어는 상기 입력기어에 고정되는 축과 상기 출력기어에 고정되는 축이 분리되어 있으며 상기 분리된 축은 상기 전자 클러치에 의해 탈착되고, 상기 입력기어에 고정된 축에는 마그네트가 고정되어 있으며, 상기 마그네트 일면에는 라이닝이 고정되어 있고, 상기 마그네트 타면에는 인가된 전원에 의해 전자기력을 발생시키는 코일이 고정되어 있으며, 상기 출력기어에 고정된 축에는 마그네트 허브가 고정되어 있고, 상기 마그네트 허브 일면에는 아마추어가 이동 가능하게 고정되어 있으며, 상기 아마추어에는 고정구가 고정되어 있고, 상기 고정구에는 스프링이 고정되어 있는 감속기에 있어서,

   상기 마그네트와 라이닝은 테두리가 일정 각도만큼 경사져 있으며, 상기 아마추어는 상기 라이닝과 동일한 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
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