KR101252402B1 - 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력축과 함께 회전하는 제1태양기어의 주위에 다수개의 제1유성기어가 맞물리도록 등분배치하고, 하우징에 고정되며 상기 다수개의 제1유성기어와 내접하여 맞물리는 고정링기어가 설치된다.
상기 제1태양기어와 동일한 입력축에 제2태양기어가 형성되고, 상기 제2태양기어 주위에 다수개의 제2유성기어가 맞물리도록 등분배치한다.
상기 제1유성기어와 제2유성기어는 서로 같은 중심에 설치되되 상기 제1유성기어의 홈에 상기 제2유성기어의 축이 회전가능하도록 끼워지며, 출력출과 연결되며 상기 다수개의 제2유성기어와 내접하여 맞물리는 회전링기어를 포함하여 이루어지는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조를 제공한다.

Description

자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조{Carrierless structure of low ratio planetary gear having self locking function}

본 발명은 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조에 관한 것으로 더욱 자세하게는 복합형유성기어(Compound planetary gear)로 이루어진 제1유성기어와 제2유성기어의 잇수를 2배로 구성하고 각각의 모듈(Module)을 달리 설정하여 같은 중심에 위치시키고, 동일하거나 다른 3의 배수의 잇수로 구성되되 서로 모듈(Module)이 달리 설정되어 있는 제1태양기어 및 제2태양기어와 맞물리도록 구성하여 즉각적인 자결기능을 가지며, 저 비율의 감속비와 별도의 캐리어가 필요없는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조에 관한 것이다.

종래에도 유성기어구조에서 캐리어를 없애기 위한 노력이 여러 방면에서 진행중이나 이는 매우 한정적으로 적용이 되고 있으며, 대한민국 등록특허 10-0505017 '큰 감속비를 가지는 감속장치'를 보면 입력축과 연동되는 태양기어의 주위에 다수개의 유성기어를 등분배치하고 상기 유성기어의 중심을 기준으로 일측에 고정링기어가 내접하여 맞물리고 타측에 회전링기어가 내접하여 맞물리는 구조로 되어 있다.

상기와 같은 방식은 캐리어 없이 사용하기에는 용이하나 저 비율의 감속비를 가질 수 없으며, 유성기어가 회전함에 있어 스러스트힘을 지속적으로 받음으로 기어 내구성에 문제가 있었다.

본 발명은 종래의 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 발명된 것으로 저 비율의 감속비를 가지며, 각각의 잇수가 2배 차이인 유성기어를 2단으로 나눠 서로의 중심에 회전가능하게 설치함으로서 일반적인 유성기어에서 사용하는 캐리어를 사용하지 않고도 기능상 문제가 없으며, 저 비율에서도 즉각적인 자결기능을 가질 수 있는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조를 가지는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력축과 함께 회전하는 제1태양기어의 주위에 다수개의 제1유성기어가 맞물리도록 등분배치하고, 하우징에 고정되며 상기 다수개의 제1유성기어와 내접하여 맞물리는 고정링기어가 설치된다.

상기 제1태양기어와 동일한 입력축에 제2태양기어가 형성되고, 상기 제2태양기어 주위에 다수개의 제2유성기어가 맞물리도록 등분배치한다.

상기 제1유성기어와 제2유성기어는 서로 같은 중심에 설치되되 상기 제1유성기어의 홈에 상기 제2유성기어의 축이 회전가능하도록 끼워지며, 출력출과 연결되며 상기 다수개의 제2유성기어와 내접하여 맞물리는 회전링기어를 포함하여 이루어지는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조는 각각의 잇수가 2배 차이인 유성기어를 2단으로 나눠 구성함으로서 저 비율의 감속비를 가지고, 보다 즉각적인 자결기능을 가질 수 있으며, 기존 캐리어에 함께 적용되어 지던 캐리어핀, 부시 및 베어링등의 미끄럼부재가 필요 없으므로 매우 컴팩트한 구조를 가질 수 있어 산업 전반에 다양하게 적용될 수 있으며, 조립이 간단하고 설치가 용이함으로 원가절감에 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분해사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 A-A 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 B-B 단면도
도 5는 본 발명의 유성기어 구조에 대한 평면도
도 6은 본 발명의 태양기어 구조에 대한 평면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참고하여 본 그 결합 구조는 유성기어구조를 담고 있는 양분된 하우징(10,20)이 게시된다.

상기 하우징(10)의 내면 중심에 관통홀(15)이 형성되어 있으며, 타측의 하우징(20)에도 관통홀(25)이 형성되어 있는데, 상기 하우징(20)의 관통홀(25)에 입력축(30)이 삽입된다.

상기 입력축(30)과 관통홀(25) 사이에는 입력축(30)을 회전지지할 수 있도록 부시 및 베어링등의 미끄럼부재(150)가 설치된다. 상기 입력축(30)에는 제1태양기어(40)와 제2태양기어(50) 그리고 소정의 보스(60)가 형성되어 있는데, 상기 입력축(30)과 함께 회전하는 제1태양기어(40) 및 제2태양기어(50)는 3의 배수로 잇수가 형성되되 서로간의 잇수가 같거나 다를 수 있고, 모듈(Module)은 각기 다른 것이 바람직하다.

상기 제1태양기어(40)의 주위에 회전력을 전달받아 함께 회전하는 다수개의 제1유성기어(100)를 맞물리게 등분배치한다.

상기 입력축(30)과 동심에 설치되고 상기 다수개의 제1유성기어(100)와 내접하여 맞물리는 고정링기어(70)가 하우징(20)의 내면에 안착된다. 상기 고정링기어(70)는 하우징(20)의 내주면에 회전되지 않도록 억지끼움됨이 바람직하며, 상황에 따라 다양한 방식으로 고정될 수 있다.

상기 제1태양기어(40)와 동일한 입력축(30)에 제2태양기어(50)가 설치되고, 상기 제2태양기어(50)의 주위에 다수개의 제2유성기어(110)를 맞물리게 등분배치한다.

한편, 상기 제1유성기어(100)의 중심에는 관통홀(105)이 생성되어 있는데, 상기 제2유성기어(110)의 일측면에 형성되어 있는 소정의 회전축(130)이 상기 제1유성기어(100)의 관통홀(105)에 회전가능하게 지지된다.

상기 제1유성기어(100)와 제2유성기어(110)는 회전가능한 형태로 서로의 중심에 결합되되 상기 제2유성기어(110)의 회전축(130) 상부에 형성되어 있는 보스(120)면과 제1유성기어(100)의 일측면이 맞닿는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1유성기어(100)의 이빨과 제2유성기어(110)의 이빨이 서로 간섭되는 것을 방지하기 위함으로 캐리어가 없는 복합형유성기어(Compound planetary gear)에서는 우선 고려되어야 할 사항이다.

상기 유성기어들(100,110)은 상기 제1태양기어(40) 및 제2태양기어(50)의 회전력을 받아 공전하게 된다.

여기서 상기 제1유성기어(100)의 모듈(Module)은 상기 제1태양기어(40)와 같고, 상기 제2유성기어(110)의 모듈(Module)은 상기 제2태양기어(50)와 같게 구성하며, 상기 제1유성기어(100)의 잇수와 상기 제2유성기어(110)의 잇수 차이를 2배로 함이 바람직하다.

상기 유성기어들(100,110)의 잇수 차이를 2배로 구성함으로서 저 비율의 감속비를 가질 수 있고 상기 유성기어(100,110)가 작동시 태양기어(40,50) 및 고정링기어(70), 회전링기어(80)의 산과 골에 항상 같은 형태로 맞물려 회전하게 되며, 이는 기존 유성기어구조의 자결기능보다 향상된 자결기능을 제공하게 된다.

상기 입력축(30)과 동심에 설치되는 회전링기어(80)가 상기 다수개의 제2유성기어(110)와 내접하여 맞물리고, 상기 회전링기어(80)의 중심에는 소정의 지지홀(85)이 생성되어 있어, 입력축(30)과 일체로 형성된 보스(60)를 지지하게 된다. 상기 보스(60)와 지지홀(85) 사이에는 상기 보스(60)를 회전지지 가능하도록 부시 및 베어링등의 미끄럼부재(170)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 회전링기어(80)와 일체로 형성된 출력축(90)이 상기 하우징(10)의 관통홀(15)에 설치되며 상기 출력축(90)과 관통홀(15) 사이에는 상기 출력축(90)을 회전지지 가능하도록 부시 및 베어링등의 미끄럼부재(160)를 설치하는 것이 바람직하다.

나머지 도면을 참고하여 본 발명의 캐리어 없는 구조에 대해 설명하도록 한다.

도 3의 제1태양기어(40)와 제1유성기어(100) 및 고정링기어(70)의 치물림에 있어서 상기 제1유성기어(100)의 치산이 상기 제1태양기어(40) 및 고정링기어(70)의 치골에 물림 형성되어있음을 알 수 있다.

상기와 같은 구조는 제1태양기어(40)의 회전력을 받아 회전할 때 상기 제1유성기어(100)들의 형태가 항상 같은 모양을 유지할 수 있는 구조이며, 또한 도 4의 제2태양기어(50)와 제2유성기어(110) 및 회전링기어(80)의 치물림에 있어서 상기 제2유성기어(110)의 치산이 상기 제2태양기어(50) 및 회전링기어(80)의 치골에 물림 형성되어있음을 알 수 있다.

이와 같은 구조로 한쌍을 이뤄 회전할 때, 기존 유성기어구조들은 단순히 잇수의 차이만 나게 구성하였으므로 회전이 계속되면, 치산과 치골에 정확히 물림이 되지 않고 비스듬히 걸쳐지는 형태가 된다.

이는 기존 유성기어구조에서 약간의 밀림현상이 발생하는 원인이었으며, 정밀함을 요구하는 곳에 사용시 백래시를 없게 하거나 치형을 달리하는 등의 방법이 사용되고 있다.

본 발명과 같이 유성기어구조가 형성되면, 상기 제1유성기어(100) 및 제2유성기어(110)의 잇수차이가 2배이므로 동력을 받아 회전할 때 항상 같은 형상으로 회전을 하게 된다. 따라서 유성기어(100,110)가 어느 위치에 있든지 도 3 및 도 4의 형상을 항상 가질 수 있게 되며, 기존 유성기어구조에서의 약간의 밀림현상 즉, 치산이 치골의 위치를 찾아가 자결기능(Selflock)이 될 수 있는 이빨 이동거리를 줄일 수 있으므로 보다 즉각적인 반응을 가진 향상된 자결기능(Selflock)을 가질 수 있으며, 도 5에서 보듯이 제1유성기어(100)와 제2유성기어(110)의 결합구조가 제1유성기어(100)에 형성된 관통홀(105)에 제2유성기어(110)의 회전축(130)이 회전가능하게 지지되어 있으며 서로간의 잇수차이가 2배로 형성되어 있음을 알 수 있고, 도 6의 제1태양기어(40) 및 제2태양기어(50)가 동일한 축에 잇수는 같으나 모듈은 다른 형태의 3의 배수로 구성되어 있음을 알 수 있다.

이는 제1태양기어(40) 및 제2태양기어(50)가 동력을 받아 회전하게 되면, 태양기어들(40,50)의 회전방향은 같으나, 제1유성기어(100) 및 제2유성기어(110)는 각각 고정링기어(70) 및 회전링기어(80)와 맞물려 있으므로 서로 다른 회전방향을 가지게 된다.

즉, 제1유성기어(100)가 오른쪽으로 회전하면 제2유성기어(110)는 제1유성기어(100)와 같이 이동하되 회전은 제1유성기어(100)와 반대방향을 가지게 된다.

이는 유성기어(100,110)가 회전시 발생하는 스러스트힘을 상쇄해주는 효과를 가지고 있으며, 제1유성기어(100) 및 제2유성기어(110)가 서로 지지하는 형태로 구성되어 있고, 태양기어(40,50) 및 고정링기어(70), 회전링기어(80)가 상기 유성기어(100,110)가 회전함에 있어 항상 같은 형상을 유지할 수 있으므로 캐리어가 필요없는 조건이 되는 것이다.

기존 유성기어구조에서도 캐리어를 사용하지 않을 수 있으나, 저 비율을 가질수 없고, 회전시 발생하는 스러스트힘에 의해 유성기어가 지속적으로 데미지를 받음으로 내구성이 떨어지는 문제가 생길 수밖에 없음으로 저 비율에서 캐리어가 없는 구조는 본 발명이 유일한 대안이 될 수 있다.

30 입력축 40 제1태양기어 50 제2태양기어
60 보스 70 고정링기어 80 회전링기어
90 출력축 100 제1유성기어 110 제2유성기어
130 보스 130 회전축

Claims (3)

1. 입력축(30)과 함께 회전하는 제1태양기어(40)와;
   상기 제1태양기어(40) 주위에 다수개의 제1유성기어(100)를 맞물리게 등분배치하고, 하우징(20)에 고정되며 상기 다수개의 제1유성기어(100)와 내접하여 맞물리는 고정링기어(70)와;
   상기 제1태양기어(40)와 동일한 입력축(30)에 설치되는 제2태양기어(50)와;
   상기 제2태양기어(50) 주위에 다수개의 제2유성기어(110)를 맞물리게 등분배치하고, 출력축(90)과 연결되며, 상기 다수개의 제2유성기어(110)와 내접하여 맞물리는 회전링기어(80)를 포함하는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조
2. 상기 제1항에 있어서,
   제1태양기어(40)와 제2태양기어(50)의 잇수는 3의 배수로 같거나 다르며, 제1태양기어(40)와 제2태양기어(50)의 모듈(Module)은 다른 것을 특징으로 하는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조
3. 상기 제1항에 있어서,
   제1유성기어(100)와 제2유성기어(110)의 모듈(Module)이 다르고, 제1유성기어(100)의 잇수와 제2유성기어(110)의 잇수가 2배 차이 나며, 제1유성기어(100)의 중심에 형성된 관통홀(105)에 제2유성기어(110)의 중심에 형성된 회전축(130)이 끼워져 동심을 이루고, 서로 회전지지 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 자결기능을 갖는 저 비율 유성기어의 캐리어 없는 구조
   

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