KR101304233B1

KR101304233B1 - 감속장치

Info

Publication number: KR101304233B1
Application number: KR1020110079750A
Authority: KR
Inventors: 아키라 야마모토
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-09-05
Also published as: TW201212494A; TWI466418B; US20120036958A1; JP2012057792A; KR20120024424A; EP2418400B1; EP2418400A2; EP2418400A3; JP5634334B2; CN102374278A; CN102374278B

Abstract

[과제] 부품 점수가 적고, 간단한 구성으로, 상대기계축으로부터의 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 감속장치를 얻는다.
[해결수단] 출력축(34)에 교반축(40)으로부터 스러스트 하중이 가하여지는 감속장치(30)로서, 출력축(34)을 회전 가능하게 직접 지지함과 함께 출력축(34)에 가하여지는 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 볼 베어링(44, 46)과, 중공부(70A)를 가지고, 출력축(34)과 일체적으로 회전하는 중공 바디로서의 부하측 축부재(70)와, 그 부하측 축부재(70)의 중공부(70A) 내에 삽입됨으로써 그 부하측 축부재(70)와 연결 가능하게 됨과 함께 상기 교반축(40)과도 연결 가능하게 된 이음부재(72), 를 구비하고, 그 이음부재(72)를 통하여 출력축(34)에 가하여지는 교반축(40)의 스러스트 하중을, 상기 스러스트 하중을 받을 수 있는 볼 베어링(44, 46)에 의하여 받는다.

Description

감속장치{Reducer}

본 출원은, 2010년 8월 11일에 출원된 일본 특허출원 제2010-180499호, 및 2011년 6월 20일에 출원된 일본 특허출원 제2011-136401호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참조에 의하여 원용되어 있다.

본 발명은, 감속장치, 특히 상대기계축 측으로부터 스러스트 하중이 가하여지는 감속장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에, 기어모터(모터장착 감속장치)에 교반축이 연결된 교반장치가 개시되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 이 특허문헌 1에 의하여 개시되어 있는 교반장치(2)에서는, 감속모터(기어모터)(4)의 출력축(6)과 교반축(상대기계축)(8) 사이에, 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 연결기구(10)를 배치하고 있다.

이 연결기구(10)는, (4개의 케이스부재인) 감속모터(4)의 케이싱(4A), 모터대(12), 베어링하우징(14), 및 교반장치(2)의 탱크(16)의 내측에서, (4개의 회전부재인) 감속모터(4)의 출력축(6), 이음매(18), 중간축(20), 및 교반축(8)이 연결되는 구조로 되어 있다.

교반축(8)은, 중간축(20)의 오목부(20A)에 삽입되고, 체결볼트(22) 및 체결핀(24)에 의하여 중간축(20)과 연결되어 있다. 교반축(8)으로부터 전달되어 오는 스러스트 하중은, 이 중간축(20)을 지지하고 있는 1쌍의 베어링(26, 28)을 통하여, 상기 연결기구(10)의 베어링하우징(14)에 의하여 받아 지지된다.

일본 실용신안공고공보 소61-40343호(도 2)

일반적으로, 입력축에 대하여 출력축이 모터의 반경방향 치수보다 크게 오프셋된 감속장치의 경우는, 그 오프셋된 출력축을 감속장치의 케이싱의 상대기계 반대측에까지 관통시킴과 함께 그 출력축을 중공(中空)으로 하여, 상대기계축을 이 중공으로 한 출력축에 삽입하여, 출력축과 축방향으로 결합시킴으로써 스러스트 하중을 받기 위한 연결기구를 비교적 용이하게 구성할 수 있다.

그러나, 출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되는 타입의 감속장치의 경우, 스러스트 하중을 받을 수 있는 태양으로 출력축과 상대기계축을 연결하는 것은 매우 곤란하다. 그로 인하여, 결과적으로, 감속장치와 상대기계축을 연결하기 위한 연결기구가, 상기 서술한 특허문헌 1의 예와 같이, 부품 점수가 많고, 구조가 복잡해지기 쉬운 것이 실정이었다.

본 발명은, 이러한 종래의 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되고, 그 출력축의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 상대기계축이 연결되는 감속장치에 있어서, 부품 점수가 적고, 간단한 구성으로, 상대기계축으로부터의 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 감속장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

본 발명은, 출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되고, 그 출력축의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 상대기계축이 연결되는 감속장치로서, 상기 출력축을 회전 가능하게 직접 지지함과 함께 출력축에 가하여지는 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 베어링과, 중공부를 가지고, 상기 출력축과 일체적으로 회전하는 중공 바디와, 그 중공 바디의 중공부 내에 삽입됨으로써 그 중공 바디와 연결 가능하게 됨과 함께 상기 상대기계축과도 연결 가능하게 된 이음부재, 를 구비하고, 그 이음부재를 통하여 상기 출력축에 가하여지는 상기 상대기계축의 스러스트 하중을, 상기 베어링에 의하여 받음으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에서는, 감속장치와 상대기계축 사이에 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 연결기구를 배치한다고 하는, 종래, 당연하다는 듯이 채용되어 온 기본구성이, 실은, 상기 과제 발생의 큰 원인이 되고 있었다는 것을 밝혀내고, 이 기본구성을 발본적으로 재검토함으로써 상기 과제를 해결하였다.

즉, 종래의 연결기구는, 감속장치의 출력축의 회전(토크)을 상대기계축에 전달하는 기능을 가질 뿐만 아니라, 상대기계축 측으로부터의 스러스트 하중을 받아 지지하는 기능(감속장치측에 스러스트 하중을 전하지 않는 기능)도 아울러 가지지 않으면 안 되었다. 이 “2가지 기능을 가지는 연결기구를, 감속장치와 상대기계 사이에 개재·배치시킨다.”고 하는 요청이, 그 연결기구의 구조가 복잡화되는 원인이 되었다고 생각된다.

본 발명은, 이러한 시점에 입각하여, 출력축(상세한 정의는 후술)을 직접 지지하고 있는 베어링(중 적어도 하나)을, 그 스러스트 하중을 받을 수 있는 베어링으로 하고, 이음부재를, 출력축과 일체적으로 회전하는 중공 바디의 중공부 내에 삽입시키도록 하고 있다. 이 이음부재는, 그 중공 바디와 연결 가능하게 되고, 동시에, 상대기계축과도 연결 가능한 구성으로 되어 있다.

이 구성에 의하여, 본 발명에서는, 감속장치의 케이싱이 가지는 높은 강성을 합리적으로 이용할 수 있기 때문에, 감속장치와 상대기계축 사이에 스러스트 하중을 받는 연결기구를 배치할 필요가 없다. 그로 인하여, 전체의 구성을 현격히 간소화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되어 있는 구성이면서, 부품 점수가 적고, 간단한 구성으로, 상대기계축으로부터의 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 감속장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 한 예를 나타내는 감속장치의 주요구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 이음축 부근의 구성을 나타내는 부분확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 화살표 III-III선을 따르는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 한 예에 관한 감속장치가 적용된 교반장치의 전체 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 한 예에 관한 감속장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 종래의 감속장치의 한 예를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면에 근거하여, 본 발명의 실시형태의 한 예를 상세하게 설명한다.

도 4는, 본 발명의 실시형태의 한 예에 관한 감속장치가 적용된 교반장치의 전체 단면도이고, 도 1은, 그 감속장치의 주요구성을 나타내는 단면도이다.

도 4 및 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 감속장치(30)는, 입력축(32) 및 출력축(34)이 동축으로 배치된 인라인형 감속장치이다. 감속장치(30)는, 출력축(34)의 일단측(이 예에서는 상측)이 감속장치(30)의 케이싱(84) 내에 수용되어 있다. 감속장치(30)는, 교반장치(36)의 탱크(38)의 상부에 설치·고정되고, 그 출력축(34)의 타단측에서 그 교반장치(36)의 교반축(상대기계축)(40)이 연결된다.

교반축(40) 및 교반날개(42)는 상응하는 자중(自重)이 있기 때문에, 그 교반축(40)에는 항상 연직방향 하측(화살표 A측)을 향한 스러스트 하중이 가하여진다. 또한, 교반이 시작되면, 탱크(38) 내의 액체로부터 교반날개(42)가 교반반력(反力)을 받기 때문에, 교반축(40)에는 연직방향 상측(화살표 B측)을 향한 스러스트 하중이 가하여지는 경우도 있다.

이 스러스트 하중이, 본 실시형태에 있어서는, 감속장치(30)의 출력축(34)을 직접 지지하는 스러스트 베어링의 기능을 가지는 볼 베어링(44, 46)에서 받아 지지된다. 이하, 감속장치(30)의 감속기구의 구성부터 순서대로 설명해 간다.

이 감속장치(30)는, 요동내접 맞물림형의 유성기어 감속기구(48)를 가지고 있다.

모터(50)의 모터축(52)은 감속장치(30)의 입력축(32)을 겸용하고 있다. 입력축(32)에는 편심체(54, 56)가 키(58)를 통하여 고정되어 있다. 편심체(54, 56)의 외주에는 외치(外齒)기어(60, 62)가 장착되어 있다. 외치기어(60, 62)는, 내치(內齒)기어(64)와 내접 맞물림하고 있다. 내치기어(64)는 감속장치(30)의 케이싱(84)과 일체화되어 있다.

외치기어(60, 62)에는 내측핀(pin)구멍(60A, 62A)이 형성되어 있고, 그 내측핀구멍(60A, 62A)을 플랜지부재(66)에 고정된 내측핀(68)이 간극을 가지고 관통하고 있다. 외치기어(60, 62)는, 내치기어(64)보다 “1”만큼 잇수가 적다.

이로 인하여, (모터(50)의 모터축(52)인) 감속장치(30)의 입력축(32)이 회전하면, 편심체(54, 56)가 회전하고, 외치기어(60, 62)가 요동하면서 내치기어(64)에 내접 맞물림한다. 이 결과, 입력축(32)이 1회 회전하여 외치기어(60, 62)가 1회 요동할 때마다 각 외치기어(60, 62)가 (고정상태의) 내치기어(64)에 대하여 1치(齒) 분만큼 어긋난다(자전한다). 이 자전성분이, 내측핀(68)을 통하여 플랜지부재(66)에 전달됨으로써, 1/(외치기어의 잇수)인 감속비의 감속이 실현되고, 플랜지부재(66)와 연결된 부하측 축부재(70)로부터 감속된 회전이 인출된다.

여기서, 본 발명에 있어서는, 감속장치의 “출력축”을, “최종 감속단을 구성하는 부재 또는 부재군(群)으로서, 자립(自立)회전하고 있는 최소 구성의 부재 또는 부재군”이라고 정의한다. 이 정의는, 요하면, “본 발명은, 감속장치의 구성요소인 출력축을 직접 지지하고 있는 베어링에서 상대기계축으로부터의 스러스트 하중을 받는다”라고 하는 취지로부터 도출되는 것이다. 즉, 본 발명에 관한 출력축은, 단품(單品)(단일부재)으로 구성될 때도 있고, 볼트 등으로 연결·고정된 복수의 부재에 의하여 구성되는 경우도 있다.

이 실시형태에 있어서 최종 감속단을 구성하는 부재군으로서는, 상기 플랜지부재(66), 부하측 축부재(70), 및 후술하는 이음부재(72) 등이 존재하는데, 이 중에서, “플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)”가, 본 발명에 관한 “출력축”에 상당한다. 그것은, 이 실시형태에서는, 플랜지부재(66)는 하나의 볼 베어링(44)에 의하여 케이싱(84)에 지지되어 있을 뿐이므로, 플랜지부재(66)만으로는 자립회전하고 있다고는 할 수 없고, 요컨대 최종 감속단의 출력토크를 상대기계축 측으로 인출하는 “출력축”으로서 기능한다고 할 수 없기 때문이다. 이에 대하여, “플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)”로 이루어지는 “부재군”을 생각하면, 이 부재군은, 1쌍의 볼 베어링(44, 46)에 의하여 감속장치(30)의 케이싱(84)에 지지되어 있고(자립회전하고 있고), 최종 감속단의 출력토크를 상대기계축 측으로 인출하는 “출력축”으로서 기능하고 있다. 한편, 후술하는 이음부재(72)는, 자립회전하고 있는 “플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)”에 추가로 연결되어 있는 부재로서, “최소 구성의 부재”의 범주에는 속하지 않는다. 따라서, 이 실시형태에서는, 본 발명에 관한 “출력축”에 상당하고 있는 것은, “플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)”이다. 다만, 본 실시형태에서는, 베어링의 종류가 “볼 베어링”이기 때문에, “2개의 베어링”으로 지지되어 있는 부재군이 출력축을 구성하고 있지만, 예컨대, 크로스롤러 베어링으로 지지되어 있는 경우에는, 1개로도 안정된 자립회전이 가능하다. 이로 인하여, 본 발명에 관한 “자립회전 가능”이라는 용어는, 반드시 1쌍의 베어링으로 양측 지지되어 있는 것을 의미하고 있는 것은 아니다.

이하, 이 인라인형 감속장치(30)에 의하여 교반장치(36)의 교반축(40)이 지지되는 구성에 대하여 상세히 설명한다.

감속장치(30)의 출력축(34)을 구성하는 플랜지부재(66)와 부하측 축부재(70)는, 스플라인 계합부(71)를 통하여 원주방향으로 연결됨과 함께, 스페이서(73) 및 볼트(75)를 통하여 축방향으로 연결되어 있다.

출력축(34)은, 1쌍의 볼 베어링(44, 46)에 의하여 감속장치(30)의 케이싱(84)에 직접 지지되어 있다. 이 중 부하 반대측의 볼 베어링(44)은, 그 외륜(44A)의 축방향 부하측이 감속장치(30)의 케이싱(84)의 제1 단부(84A)와 맞닿음과 함께, 내륜(44B)의 축방향 부하 반대측이 스페이서 링(45)을 통하여 (출력축(34)의 일부인) 플랜지부재(66)의 단부(66A)와 맞닿아 있다. 이로 인하여, 부하 반대측의 볼 베어링(44)은, 출력축(34)을 부하측(화살표 A측)으로 움직이게 하려는 스러스트 하중이 가하여진 경우에, 그 스러스트 하중을 받아 지지하는 스러스트 베어링으로서 기능한다.

또한, 출력축(34)을 직접 지지하는 부하측의 볼 베어링(46)은, 그 외륜(46A)의 축방향 부하 반대측이 케이싱(84)의 제2 단부(84B)와 맞닿음과 함께, 내륜(46B)의 축방향 부하측이 (출력축(34)의 일부인) 부하측 축부재(70)의 단부(70F)와 맞닿아 있다. 이로 인하여, 부하측의 볼 베어링(46)은, 출력축(34)을 부하 반대측(화살표 B측)으로 움직이게 하려는 스러스트 하중이 가하여진 경우에, 그 스러스트 하중을 받아 지지하는 스러스트 베어링으로서 기능한다.

여기서, 본 발명의 구성요소의 하나인 “중공 바디”의 개념에 대하여 설명한다. 본 발명에 있어서 “중공 바디”란, “(이음부재가 삽입되는) 중공부를 가지고, 출력축과 일체적으로 회전하는 것”을 나타내고 있다. 즉, “중공 바디”는, 개념적으로 “출력축”의 일부로서 존재하는 것이어도 되고, “출력축”과는 별개로 존재하는 것이어도 된다. 상기 서술한 바와 같이, 이 실시형태에서는, “플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)”가 본 발명의 출력축을 구성하고 있지만, 이 중 “부하측 축부재(70)”는, 그 “출력축과 일체적으로 회전하는 중공 바디”이기도 하다. 환언하면, 이 실시형태에서는, 출력축(34)의 일부를 구성하는 “부하측 축부재(70)”가, 중공 바디의 기능을 겸하고 있다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하여, (중공 바디의 기능을 겸하는) 부하측 축부재(70)의 중공부(70A) 내에는 이음부재(72)가 삽입되어 있다. 이음부재(72)는, 부하측 축부재(70)의 중공부(70A) 내에 삽입되는 통 형상부(72B)와, 그 통 형상부(72B)(의 축방향 부하 반대측 단부)로부터 반경방향 내측으로 돌출시킴으로써 교반축(40)이 연결 가능하게 되는 윗덮개(돌출부)(72A)와, 부하측 축부재(70)의 축방향 부하측 단부에 고정되는 링부(72C)를 구비하고, 부하측 축부재(70)와 연결 가능하게 됨과 함께, 교반축(40)과도 연결 가능하게 되어 있다. 다만, 본 실시형태에 있어서는, 링부(72C)는, 통 형상부(72B)와 일체로 형성되어 있지만, 통 형상부(72B)와 별개로 형성한 후 고정된 것이어도 된다.

구체적으로는, 부하측 축부재(70)와 이음부재(72)는, 부하측 축부재(70)의 축방향 단부에 이음부재(72)의 상기 링부(72C)가 맞닿은 상태로 볼트(74)에 의하여 고정되어 있다. 또한, 교반축(40)과 이음부재(72)는, 교반축(40)의 상측 단면(40A)과 이음부재(72)의 통 형상부(72B)의 윗덮개(72A)가 간극을 가지고 대향한 상태로 양자를 볼트(76)가 관통함으로써 고정되어 있다. 다만, 이 간극은 없어도 된다(맞닿아 있어도 된다).

다만, 부하측 축부재(70)와 이음부재(72)의 고정, 및 이음부재(72)와 교반축(40)의 고정은, 이 볼트(74, 76)에 의한 고정만으로도 충분하지만, 이 실시형태에서는, 이들 볼트(74, 76)에는 축방향의 고정을 주로 담당시키고, 원주방향의 고정에 대해서는, 추가로 별도의 고정수단을 준비하고 있다. 즉, 이음부재(72)의 외주에는, 그 이음부재(72)가 부하측 축부재(70)로부터 회전토크를 받기 위한 키(78)와 키홈(70K1, 72K1)으로 이루어지는 제1 키 계합부(K1)가 형성되고, 그 제1 키 계합부(K1)를 통하여 이음부재(72)와 부하측 축부재(70)가 원주방향으로 연결되어 있다. 또한, 이음부재(72)의 내주에는, 그 이음부재(72)가 교반축(40)에 회전토크를 전달하기 위한 키(82)와 키홈(72K2, 40K2)으로 이루어지는 제2 키 계합부(K2)가 형성되고, 그 제2 키 계합부(K2)를 통하여 이음부재(72)와 교반축(40)이 원주방향으로 연결되어 있다. 다만, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 키 계합부(K1)와 제2 키 계합부(K2)는, 그 원주방향의 위상이 180도 어긋나 있다.

이러한 구성에 의하여, 결국, 이음부재(72)는, 부하측 축부재(70)의 중공부(70A) 내에 삽입됨으로써, 그 부하측 축부재(70)와 축방향 및 원주방향의 쌍방에 있어서 연결되고, 또한, 교반축(40)과도 축방향 및 원주방향의 쌍방에 있어서 연결되어 있는 것이 된다.

다만, 도 1로 되돌아와서, 감속장치(30)의 케이싱(84)은 볼트(86)를 통하여 이음 케이싱(88)과 연결되고, 이음 케이싱(88)의 볼트구멍(88A)에 도시하지 않은 볼트가 삽입됨으로써 교반장치(36)의 탱크(38)에 연결된다.

다음으로, 이 인라인형 감속장치(30)의 작용을 설명한다.

(출력축(34)의 일부인) 플랜지부재(66)로부터 인출된 (최종 감속단의) 감속회전은, 볼트(75)를 통하여(출력축(34)의 일부임과 함께 중공 바디이기도 한) 부하측 축부재(70)에 전달된다. 부하측 축부재(70)는, 이음부재(72)와, 볼트(74)를 통하여 축방향으로 연결됨과 함께 제1 키 계합부(K1)를 통하여 원주방향으로 연결되어 있다. 또한, 이음부재(72)는, 교반축(40)과, 볼트(76)를 통하여 축방향으로 연결됨과 함께 제2 키 계합부(K2)를 통하여 원주방향으로 연결되어 있다. 그로 인하여, 결국, 교반축(40)은 출력축(34)과 동축으로 원주방향으로도 축방향으로도 일체화되는 것이 되어, 출력축(34)과 동일한 회전속도로 회전하여, 탱크(38) 내의 액체를 교반할 수 있다. 제1 키 계합부(K1)와 제2 키 계합부(K2)는, 그 원주방향의 위상이 180도 어긋나 있는 점에서, 이음부재(72)의 원주방향의 일부에만 과대한 회전토크가 발생하는 일도 없어서, 그 이음부재(72)의 내구성을 보다 높일 수 있다.

교반축(40)의 자중, 즉, 출력축(34)을 부하측(화살표 A측)으로 움직이게 하려는 스러스트 하중이 출력축(34)에 가하여진 경우에는, 플랜지부재(66)의 단부(66A)가, 스페이서 링(45)을 통하여 부하 반대측의 볼 베어링(44)의 내륜(44B)의 축방향 부하 반대측과 맞닿고, 동시에 볼 베어링(44)의 외륜(44A)의 축방향 부하측이 케이싱(84)의 제1 단부(84A)와 맞닿는다. 이로써, 그 부하측으로의 스러스트 하중이 케이싱(84)에 의하여 받아 지지된다. 또한, 교반축(40)에 교반반력이 작용하여 교반축(40)이 부상하고, 출력축(34)을 부하 반대측(화살표 B측)으로 움직이게 하려는 스러스트 하중이 출력축(34)에 가하여진 경우에는, 부하측 축부재(70)의 단부(70F)가 부하측의 볼 베어링(46)의 내륜(46B)의 축방향 부하측과 맞닿고, 동시에 볼 베어링(46)의 외륜(46A)의 축방향 부하 반대측이 케이싱(84)의 제2 단부(84B)와 맞닿는다. 이로써, 그 부하 반대측으로의 스러스트 하중이 역시 케이싱(84)에 의하여 받아 지지된다.

본 실시형태에 관한 감속장치(30)는, 입력축(32), 유성기어 감속기구(48), 및 출력축(34) 및 교반축(40) 전부가 동축으로 (인라인으로) 배치되어 있으므로, 장치 전체의 반경방향의 치수가 컴팩트하고, 또한, 그 케이싱(84)의 축방향의 강성이 높다. 그로 인하여 교반축(40)으로부터 전달되어 오는 스러스트 하중을, 충분히 받아 지지할 수 있다. 즉, 그 스러스트 하중에 대한 반력을 받는 목적을 위하여, 일부러 감속장치(30)의 케이싱(84)의 두께를 증대시키는 설계변경을 행할 필요가 없고, 만일 증대시킨다고 하여도 최소한의 증대로 끝낼 수 있다.

이음부재(72) 및 교반축(40)의 조립시에는, 케이싱(84)에 대한 출력축(34)의 축심만이 유일한 베이스가 되고, 출력축(34)과 교반축(40)의 동축도는, 이음부재(72) 및 교반축(40)의 제조오차의 수준에 들어가는 것이 되기 때문에, 매우 높은 정밀도를 유지할 수 있다. 조립도 매우 단순하고, 출력축(34), 이음부재(72) 및 교반축(40)의 축심의 정밀도의 확보에, 특별한 노력이나 숙련 등을 필요로 하지 않는다. 또한, 베어링 등의 부품 점수도 삭감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 출력축(34)을 구성하는 플랜지부재(66)와 부하측 축부재(70)가 별도의 부재로 구성되고, 또한, 부하측 축부재(70)가, 출력축(34)의 일부를 구성함과 함께, 중공 바디의 기능을 겸비하고 있기 때문에, 그 부하측 축부재(70)를 (다른) 교반축의 크기 등에 맞춘 형상으로 변경함으로써, (본 실시형태 이외의) 다양한 상대기계축에 유연하게 대응시킬 수도 있다. 또한, 부하측 축부재(70)를 예컨대 통상의 중실(中實)축으로 치환함으로써, (이와 같은 스러스트 하중을 받는 타입이 아닌) 통상의 감속장치를 용이하게 구성할 수도 있다. 또한, 부하측 축부재(70)가, 출력축(34)과 중공 바디의 기능을 가지고 있기 때문에, 그만큼, 부품 점수의 증대를 방지할 수 있다.

다만, 본 발명에서는, 그 취지에 따라서, 다양한 변형을 생각할 수 있다.

먼저, 상기 실시형태에 있어서는 출력축(34)을 구성하는 플랜지부재(66)와 부하측 축부재(70)가 별개(별도의 부재)로 구성됨으로써, 감속장치(30)의 적용의 유연성을 확보하도록 하고 있었지만, 본 발명에 있어서는, 출력축은, 원래 하나의 부재로 형성되어 있어도 된다. 이 경우는, 부품 점수를 보다 삭감시킬 수 있음과 함께, 감속장치(30) 전체를 보다 소형화하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 부재로 출력축을 구성하는 경우에 비하여, 당연히, 그 복수의 부재의 제조오차가 누적되는 일도 없어지기 때문에, 출력축의 축심이 안정되어, 결과적으로 상대기계축의 조립 정밀도를 보다 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 이음부재(72)가, (중공 바디로서의) 부하측 축부재(70)에 삽입되는 통 형상부(72B)와, 그 통 형상부(72B)로부터 반경방향 내측으로 돌출시킴으로써 교반축(40)이 연결 가능하게 되는 윗덮개(돌출부)(72A)와, 부하측 축부재(70)의 축방향 단부에 고정되는 링부(72C)를 구비한 구성으로 되어 있었지만, 본 발명에 있어서는, 이음부재의 구체적인 형상 혹은 구성도 이 예로 한정되지 않는다. 이음부재는, 요는, 중공 바디의 중공부 내에 삽입됨으로써 그 중공 바디와 연결 가능하게 됨과 함께, 상대기계축과도 연결 가능하게 되어 있으면 된다. 예컨대, 이음부재의 일부(통 형상부(72B) 등)의 직경방향으로부터 볼트나 핀 부재를 상대기계축에까지 관통시킴으로써 연결하는 것이어도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 이음부재(72)를 윗덮개(72A) 구비형으로 구성하고, 이 윗덮개(72A)를 그 이음부재(72)의 “돌출부”로서 기능시키고 있었지만, 이 “돌출부”는, 요는, 통 형상부(72B)로부터 반경방향 내측으로 돌출시킴으로써 상대기계축이 연결 가능하게 되는 것이면 되며, 반드시 통 형상부의 “단부”에 있어서 “덮개, 혹은 바닥”의 태양으로 형성된 것일 필요는 없다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는 (중공 바디인) 부하측 축부재(70)와 이음부재(72)의 고정, 및 이음부재(72)와 교반축(상대기계축)(40)의 고정에 관하여, 각각 “키 계합에 의한 원주방향의 연결”과, “볼트 연결에 의한 축방향의 연결”을 병용하도록 하고 있었지만, 이 연결방법도 반드시, 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 중공 바디와 이음부재, 혹은 이음부재와 상대기계축의 원주방향의 연결에 대해서는, 제1, 제2 계합부를 스플라인에 의하여 구성하도록 하여도 된다. 또한, 중공 바디나 이음부재의 내외주를 원 이외의 단면 형상(예컨대, 직사각형 단면이나, 원주의 일부만을 컷아웃한 이른바 D컷 단면)으로 함에 의해서도 원주방향의 연결을 행할 수 있다. 또한, 키 계합을 채용하는 경우에 있어서도, 제1 키 계합부와 제2 키 계합부의 원주방향의 위상은, 반드시 180도일 필요는 없다. 또한, 예컨대, 키 계합과 스플라인 계합, 혹은 키 계합과 볼트 계합과 같이, 제1 계합부와 제2 계합부가 상이한 종류의 계합수단으로 구성되어 있어도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 원주방향과 축방향에 다른 연결수단을 병용하고 있었지만, 예컨대 볼트 등을 이용한 단일 연결수단으로, 원주방향과 축방향의 연결을 동시에 행하도록 하여도 된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 감속장치의 구체적인 감속기구의 구성에 대하여서도 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 실시형태에 있어서는, 출력축(34)이 입력축(32)과도 동축으로 된 인라인형 감속장치로 하기 위하여, 감속장치(30)의 반경방향 중앙에 배치된 입력축(32)의 외주에 편심체(54, 56)가 배치되는 타입의 요동내접 맞물림형의 유성기어 감속기구(48)가 채용되어 있었지만, 편심체가 감속장치의 반경방향 중앙으로부터 오프셋된 축에 배치되는 타입의 요동내접 맞물림형의 유성기어 감속기구의 감속장치이어도 된다. 또한, 단순 유성기어 감속기구의 감속장치이어도 된다. 본 발명에 관한 감속장치를 인라인형으로 구성한 경우에는, 출력축과 일체적으로 회전하는 중공 바디를 구비함과 함께, 그 중공 바디의 설계에 의하여, 다양한 감속기구의 다양한 타입의 출력축에 대하여, 상대기계축의 스러스트 하중을 반경방향으로 소형화한 치수로 합리적으로 받는 설계를 행하는 것이 용이하다.

다만, 본 발명에 관한 감속장치는, 반드시 입력축과 출력축이 동축으로 된 인라인형 감속장치로 한정되는 것은 아니고, 장착하는 감속기구도 반드시 인라인 타입의 감속기구일 필요는 없다.

이하, 도 5를 이용하여 이러한 구성예에 관한 감속장치(130)에 대하여 설명한다.

이 감속장치(130)도, 출력축(134)의 일단측이 감속장치(130)의 케이싱(184) 내에 수용되고, 그 출력축(134)의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 교반축(상대기계축)(140)이 그 출력축(134)과 연결되는 구성으로 되어 있다.

모터(150)의 출력축(152)은, 감속장치(130)의 입력축(132)을 겸용하고 있다. 입력축(132)에 입력된 동력은, 2단의 평행축 감속기구로 이루어지는 감속기구(148)에 의하여 감속되도록 되어 있다. 감속기구(148)는, 제1 피니언(148A) 및 제1 기어(148B)로 이루어지는 제1 평행축 감속단(148C)과, 제2 피니언(148D) 및 제2 기어(148E)로 이루어지는 제2 평행축 감속단(148F)에 의하여 구성되어 있다.

이음부재(172)를 이용하여 출력축(134)과 상대기계축인 교반축(140)이 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있게 연결되는 구성에 대해서는, 앞의 실시형태에서는, 출력축(34)이 플랜지부재(66) 및 부하측 축부재(70)로 구성되어 있었지만, 이 실시형태에서는, 단일부재인 출력축(134)이 채용되어 있는 점이 (앞의 실시형태와) 상이하다. 그 이외의 구성에 대해서는, 앞의 실시형태와 동일하다. 따라서, 도 5 중에서 앞의 실시형태와 동일 또는 기능적으로 유사한 부재에 대하여 뒤 2자리수가 동일한 부호를 붙이고 있다.

즉, 이 실시형태에서도, 출력축(134)을 회전 가능하게 직접 지지함과 함께 출력축(134)에 가하여지는 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 베어링(144, 146)을 구비한다. 그리고, “중공부(170A)를 가지고, 출력축(134)과 일체적으로 회전하는 중공 바디”의 기능을 출력축(134) 자체가 겸용하고 있다(이 점도 앞의 실시형태와 동일). 또한, 이음부재(172)가, 그 중공부(170A) 내에 삽입됨으로써 그 중공 바디인 출력축(134)과 동축으로 연결 가능하게 됨과 함께, 교반축(140)과도 동축으로 연결 가능한 구성으로 되어 있고, 그 이음부재(172)를 통하여 출력축(134)에 가하여지는 교반축(140)의 스러스트 하중을, 상기 베어링(144, 146)에 의하여 받는 점도 앞의 실시형태와 동일하다.

이 감속장치(130)는, “출력축(134)의 일단측이 감속장치(130)의 케이싱(184) 내에 수용되고, 그 출력축(134)의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 교반축(140)이 연결되는 감속장치”이며, 이미 설명한 바와 같이, 연결구조의 설계가 매우 어려운 기본구조를 가지고 있다. 그러나, 이러한 구조의 감속장치(130)에 대해서도, 본 발명은 아무런 지장없이 실시할 수 있고, 본 발명 본래의 작용효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되고, 출력축의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 상대기계축이 연결되는 감속장치라면, 감속기구의 종류를 불문하고 적용 가능하다.

여기서, 출력축의 타단측에 대해서는, 상대기계축을 연결 가능하도록 케이싱의 개구를 향하여 있으면 되며, 반드시 케이싱으로부터 축방향으로 돌출되어 있을 필요는 없다.

본 실시형태에 의하면, 감속기구(148)에 저렴한 제1, 제2 평행축 감속단(148C, 148F)을 사용하고 있음에도 불구하고, 입력축(132) 및 출력축(134)이 크게 오프셋되어 있지 않기 때문에 감속장치(130)의 반경방향의 크기를 작게 할 수 있다는 실용상 큰 메리트를 얻을 수 있다.

다만, 상기 실시형태에 있어서는, 출력축(34(134))을 직접 지지하는 1쌍의 볼 베어링(44(144), 46(146))의 쌍방이, 교반축(40(140))으로부터의 스러스트 하중을 받는 구성으로 되어 있었지만, 본 발명은, 반드시 출력축을 직접 지지하는 베어링 전부가, 상대기계축으로부터의 스러스트 하중을 받는 구성으로 되어 있을 필요는 없다. 예컨대, 상기 실시형태에 있어서, 액체로부터 받는 교반반력이 그다지 크지 않아, 출력축(34(134))에는 화살표 A방향의 스러스트 하중밖에 가하여지지 않는 경우에는, 일방의 베어링만이 그 스러스트 하중을 받는 구성으로 되고, 타방의 베어링은, (스러스트 하중을 받지 않는) 통상의 베어링으로 되어 있어도 된다. 이 경우, 부하측 또는 부하 반대측 중 어느 한쪽 베어링이 어느 한 방향의 스러스트 하중을 받는 구성으로 되어 있어도 된다.

본 발명은, 상기 실시형태와 같이 감속기의 출력축을 하향으로 배치하여 상대기계축을 매다는 구조에 특히 유효하지만, 이에 한정하지 않고, 감속기의 출력축을 하향 이외에, 예컨대 수평으로 배치하는 경우에도 적용 가능하다. 이 경우, 중공 바디와 이음축의 연결, 이음축과 상대기계축의 연결은, 적어도 회전방향의 계합이 이루어지면 충분하며, 축방향의 고정은 반드시 필수는 아니다.

본 발명의 용도는, 교반장치에 한정되는 것은 아니고, 출력축으로 상대기계축 측으로부터 스러스트 하중이 가하여지는 장치에 널리 적용할 수 있고, 예컨대 압출기와 같은 용도에도 적용할 수 있다.

30…감속장치
32…입력축
34…출력축(66+70)
36…교반장치
66…플랜지부재
70…부하측 축부재
72…이음부재

Claims

출력축의 일단측이 감속장치의 케이싱 내에 수용되고, 상기 출력축의 타단측에서 스러스트 하중이 가하여지는 상대기계축이 연결되는 감속장치로서,
상기 출력축을 회전 가능하게 직접 지지함과 함께 출력축에 가하여지는 스러스트 하중을 받아 지지할 수 있는 베어링과,
중공부를 가지고, 상기 출력축과 일체적으로 회전하는 중공 바디와,
상기 중공 바디의 중공부 내에 삽입됨으로써 상기 중공 바디와 연결 가능하게 됨과 함께 상기 상대기계축과도 연결 가능하게 된 이음부재
를 구비하고,
상기 이음부재를 통하여 상기 출력축에 가하여지는 상기 상대기계축의 스러스트 하중을, 상기 베어링에 의하여 받고,
상기 이음부재는, 상기 중공 바디에 삽입되는 통 형상부와, 상기 중공 바디의 축방향 단부에 고정되는 링부를 구비하고 있는 것
을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 1에 있어서,
입력축 및 상기 출력축이 동축으로 배치된
것을 특징으로 하는 감속장치.
삭제
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이음부재는, 상기 중공 바디에 삽입되는 통 형상부와, 상기 통 형상부로부터 반경방향 내측으로 돌출시킴으로써 상기 상대기계축이 연결 가능하게 되는 돌출부를 구비하고 있는
것을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이음부재는, 상기 중공 바디에 삽입되는 통 형상부를 가지고,
상기 이음부재의 상기 통 형상부의 외주에, 상기 이음부재가 상기 중공 바디로부터 회전토크를 받는 제1 계합부를 구비함과 함께,
상기 통 형상부의 내주에, 상기 중공 바디로부터 받은 회전토크를 상기 상대기계축에 전달하는 제2 계합부를 구비한
것을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 계합부와 제2 계합부가, 키와 키홈으로 구성되고, 그 원주방향의 위상이 180도 어긋나 있는
것을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 계합부와 제2 계합부가, 스플라인에 의하여 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 출력축과 상기 중공 바디가 각각 별도의 부재로 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 감속장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 출력축의 일부와 상기 중공 바디가 일체화되고, 하나의 부재로 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 감속장치.