KR101576281B1 - 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치 - Google Patents

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Abstract

외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 관하여 개시한다. 본 발명은, 모터의 회전 입력 축; 상기 입력 축을 따라 원주 상으로 배열된 복수의 링 기어들; 상기 링 기어들에 결합 되고 바깥으로 연장된 유성 기어들; 상기 유성 기어들과 맞물려 치합되고 상기 회전 입력 축을 중심으로 배치된 선 기어;를 포함하여 이루어지며, 상기 링 기어가 입력 축의 동력을 받아 출력하는 피동측 드라이브 기어; 그리고, 상기 드라이브 기어와 분할되어 자유 회전하는 슬립 기어;를 포함으로써 출력 축과 링 기어간, 또는 유성 기어와 선 기어간 물림에서 형성되는 백래시를 제거한다.

Description

외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치{BACK LASH ZEROISE CONTROLING GEARING SYSTEM FOR CIRCUMSCRIPTION TYPE PLANET GEAR DEVICE}
본 발명은 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 선 기어와 링 기어 사이에 지지 되는 유성 기어의 백래시를 줄이도록 유도하는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 관한 것이다.
기어의 물림과 조합에서 기어가 무리 없이 부드럽게 회전하도록 하기 위해, 백래시(back lash)를 둔다. 백래시는 서로 물려서 회전하는 기어를 회전시키기 위해 필요로 하는 치합 간 틈새로, 기어가 맞물렸을 때 나타나는 치면 사이의 틈새이다. 백래시는 기어의 종류와 특성에 따라 다르게 나타나는데, 백래시 산출수치표에 따라 설계하도록 기준 규격이 마련되어 있다. 기어 물림에서 발생 되는 백래시는 기어의 원호를 기준으로 설계하는 이론적인 출력 값과 기동 출력 값을 정역 방향에 따라 다르게 변화시키는데, 이는 주변 구동시스템의 에러를 일으키는 원인이 되며 정밀 시스템에서 정밀도를 저하시키는 원인이 된다.
기어 백래시는 도 1의 백래시 발생 참고도를 참조하면, 기어 물림에서 원주 방향, 법선 방향, 각도, 반지름, 축 방향 틈새(미도시) 등에 의해 형성되는 것을 알 수 있다. 기어의 백래시는 사전에 계산된 산출수치표에 따라 관리한다.
한편, 유성 기어 장치는 주축의 구동축에 고정되어 회전력을 전달하는 선 기어, 주축의 피동축에 연결되어 구동력을 축으로 전달하는 링 기어 및 선 기어와 링 기어 사이에 지지 되는 유성 기어로 되어 있으며, 유성 기어는 선 기어에 외접하고 링 기어에 내접한다. 이 장치는 각각의 기어를 고정측, 입력측 또는 출력측으로 설정함으로써 감속 또는 증속비를 용이하게 변경한다.
유성 기어 장치에 적용 가능한 백래시 조절 방법은 기어의 유효 두께 조정과 기어의 물림중심거리 조정의 상호 조합에 따르는 선형이동, 회전이동 등이 있으며 탄성체의 탄성력으로 기어의 유효 치 두께를 조정하거나 탄성체의 탄성력으로 벌어져 있는 기어의 물림 중심거리를 조정하는 것 등이 있다.
도 2는 기어 물림에서 백래시 조정을 위한 선형 이동의 예이다. 도 3은 기어 물림에서 회전 이동에 의한 백래시 조정의 예이다. 도 2 및 도 3은 기어를 중심선을 따라 직선 또는 평행으로 이동시키는 선형력, 또는 회전 토크 등을 탄성체의 탄성력으로 발생시켜서 조정하는 예이다. 그러나, 이러한 백래시 조정 방법을 그대로 유성 기어 장치에 적용할 수 없으며, 적용하더라도 자체 치형 간 틈새에 의해 생기는 백래시는 조정 대상에서 제외된다. 즉 기어간 백래시 제로, 또는 이것에 근접하는 물림은 구조적으로 나타나지 않는다.
도 4는 기어의 백래시 제로 물림에 근접하는 시저스 기어의 예이다. 이 방식은 원주방향의 백래시를 제로로 하기 위해 시저스 기어를 2 분할한 기어에서 스프링의 힘 등으로 상대 기어의 이를 잡아당겨 강제적으로 백래시를 제거하는 방식이다. 그러나, 양 치면 물림이 되므로 유막이 끊어지지 않도록 윤활에 주의가 필요하다. 스프링 기구를 이용하고 있어 구조가 복잡해지고 끊어질 가능성이 있으며, 치면의 미끄럼이 큰 기어에는 적합하지 않아 적용에 제한이 많고, 미끄럼이 큰 치면에서 유막이 끊어졌을 경우 급격한 치면 마찰의 위험이 있고, 이 구조를 유성 기어 장치에 적용하기는 어렵다.
이렇듯 유성 기어 장치는 링 기어 물림에서 발생 되는 백래시는 원활한 기어 물림 회전을 위해 당연히 발생하는 것으로 보고 이를 방지하기 위한 장치들을 사용해 왔으나 여러 가지 소재 사용이 필요하고 가공비가 고가이고 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.
특허문헌 1. 대한민국 공개특허 제10-2008-0113687호 특허문헌 2. 대한민국 특허출원 제10-2007-0020797호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 외접 유성 기어에서 선 기어를 중심으로 공전하는 유성 기어와 링 기어의 이 물림에서 발생되는 백래시를 줄여주는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 외접 유성 기어에서 선 기어와 맞물려 회전하는 유성 기어와 링 기어의 이 사이에서 발생 되는 백래시를 간결하면서도 싼 비용으로 신뢰성 있게 제거하는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 외접 유성 기어에서 선 기어 또는 링 기어를 통해 유성 기어의 이 물림에서 발생 되는 백래시를 신뢰성 있게 제거하는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따르면, 모터의 회전을 전달하는 피니언 기어를 갖는 입력 축; 상기 입력 축의 피니언 기어와 맞물려 외접하도록 원주 상으로 배열된 복수의 링 기어; 상기 링 기어와 결합 되어 연동하고 바깥으로 상기 입력 축 방향으로 연장된 유성 기어들; 상기 유성 기어들과 맞물려 치합 되고 상기 입력 축을 중심으로 배치된 선 기어;를 포함하고, 상기 링 기어는, 상기 입력 축의 회전을 받아 출력하는 피동측 드라이브 기어; 상기 드라이브 기어와 분할되어 회전하는 슬립 기어; 및 상기 슬립 기어를 베이스에 지지하는 축 방향 지지부;를 포함하여 이루어지며, 상기 축 방향 지지부는, 구조물 베이스; 상기 구조물 베이스에 안착 되어 슬립 기어의 배후면에서 슬립 기어를 받쳐주는 지지대; 상기 지지대로부터 전달되는 탄성력을 슬립 기어에 밀착시켜 전달하는 누름판;으로 구성되고, 상기 지지대는, 슬립 기어의 배후면에 위치하여 베이스에 안착되는 본체; 상기 누름판을 탄력적으로 슬립 기어에 밀착시키기 위해 지지대 본체에 안착된 스프링; 및 스프링을 안착시키는 스프링 하우징을 포함하는 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 의해 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 유성 기어는 링 기어를 결합하는 축을 포함하며, 그 축은, 드라이브 기어와 키로 물려 있고, 슬립 기어는 축을 중심으로 미끄럼 마찰 회전하도록 결합된 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.
삭제
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 유성 기어들이 하나의 선 기어의 원주면을 따라 치합 하고, 유성 기어들이 링 기어와 같은 축 상으로 배열된 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 링 기어는, 드라이브 기어의 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1 개 이상 더 많은 차이를 갖는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.
삭제
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또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 복수의 링 기어 중에서 어느 하나의 링 기어는 드라이브 기어 잇 수와 슬립 기어 잇 수가 같으며, 상기 잇 수가 같은 하나의 링 기어를 제외한 나머지 링 기어의 슬립 기어 잇 수는 상기 링 기어의 드라이브 기어 잇 수에 비해 적거나 더 많은 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 링 기어는, 상기 선 기어의 축을 중심으로 120도 배열 각도를 갖는 3축 배열 조건에서, 드라이브 기어 잇 수가 모두 같은 60T일 때, 각각의 슬립 기어 잇 수들은 드라이브 기어 잇 수 60T를 기준으로 ±1T 차이를 갖는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.
본 발명에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 간결한 구조를 통해 모터의 감속비를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 출력 축과 링 기어의 이 간격을 줄여줌으로써 링 기어와 피니언 기어에서 발생되는 백래시를 신뢰성 있게 제한 후 유성 기어로 전달하여 정밀한 감속비를 얻도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 외접 유성 기어에서 백래시를 줄이기 위해 구조물 의존 방식을 링 기어의 기어 잇 수를 차이를 두어 적은 가공비로 간결하게 완성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기어의 백래시 참고도.
도 2는 종래 기어 물림에서 백래시 조정을 위한 선형 이동 조정 예를 나타낸 참고도.
도 3은 종래 기어 물림에서 회전 이동에 의한 백래시 조정 예를 나타낸 참고도.
도 4는 종래 백래시를 제로로 하는 시저스 기어 참고도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어 장치의 주요부를 나타낸 분해 사시도.
도 6은 도 5의 결합 단면도.
도 7은 도 5의 좌측면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 외접 유성 기어의 슬립 기어의 잇 수 차이에 의한 백래시 제거 물림을 나타낸 설명도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어 장치의 링 기어를 구성하는 드라이브 기어와 슬립 기어의 잇 수 차이를 나타낸 설명도.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 구성을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 유성 기어 장치는, 중심에 선 기어(sun gear)가 고정되어 있고, 그 선 기어와 링 기어(ring gear) 중간에 유성 기어(planetary gear)가 설치되어 있으며, 유성 기어를 동일한 간격으로 지지하는 유성 기어 캐리어(planetary gear carrier), 외주에 있는 큰 내면 기어의 링 기어(ring gear)로 구성되어, 동력을 전달할 수 있게 되어 있다. 유성 기어 장치의 특징은 선 기어와 링 기어 및 유성 기어를 동시에 구동하는 것과 고정하는 조건으로 감속, 증속, 역전을 기어의 이동 없이 원활하게 이루어지며, 서로 끊임없이 물려 있기 때문에, 동력이 전달되고 있는 상태에서도 기어 비를 바꿀 수 있어 차의 오버드라이브 장치, 자동 변속기, 종감속 기어 장치 또는 산업 전반 기계 로더의 최종 감속기 등에 흔히 사용된다.
단순 유성 기어 장치를 살펴보면, 선 기어, 유성 기어, 유성 기어 캐리어, 인터널 링 기어로 구성되어 있다. 모든 기어들이 선 기어를 중심으로 배열, 맞물려 있다. 유성 기어들은 각각 자신의 축과 함께 유성 기어 캐리어에 지지 된다. 그리고 선 기어의 축은 유성 기어 캐리어 중공축의 안에, 그리고 인터널 링 기어의 축은 유성 기어 캐리어 중공축의 바깥쪽에 설치되어 있다. 유성 기어들은 인터널 링 기어 및 선 기어와 맞물려 회전한다. 모든 기어들은 항상 서로 맞물려 있다. 선 기어, 인터널 링 기어, 또는 유성 기어 캐리어는 구동 또는 제동될 수 있다. 출력은 인터널 링 기어 또는 유성 기어 캐리어의 영향을 받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예로 인용된 외접 유성 기어의 구조를 개략적으로 나타낸다. 참고로, 도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 인용된 외접 유성 기어의 기본 구성에 관한 도면으로서, 유성 기어 장치의 일반적인 구성에 포함되는 유성 기어 캐리어에 관한 구성이 생략되어 있으며, 또한 선 기어와 링 기어 및 유성 기어를 동시에 구동하거나 고정하기 위한 조건을 제공하는 축의 제동이나 입출력에 관한 구성은 본 발명과 직접 관련이 없으므로 생략되어 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어에서 발생 되는 백래시를 줄여주기 위한 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 모터(110)의 회전을 전달하는 피니언 기어(130)를 포함하는 입력 축(120)이 있고, 입력 축(120)을 따라 원주 상으로 복수의 링 기어(210)들이 배열된다. 도면 도 5에는 3 개의 링 기어(300)들이 입력 축(120)에 결합된 피니언 기어(130)의 원주상으로 등각으로 배열되어 있는 예로 제시되어 있다.
그리고, 링 기어(210)들에 결합 되고 바깥으로 연장된 유성 기어(300)들이 배열된다. 그리고, 유성 기어(300)들과 맞물려 치합 되는 동시에 회전 입력 축(120)을 중심으로 배치된 선 기어(400)의 조합으로 구성된다.
그리고, 링 기어(210)는, 입력 축(120)의 회전을 받아 출력하는 피동측 드라이브 기어(220) 및 드라이브 기어(220)와 분할되어 회전하는 슬립 기어(230)로 이루어진다. 드라이브 기어와 슬립 기어는 서로 면 접촉 상태로 대면한다. 피니언 기어(130)로부터 회전력을 받으면, 드라이브 기어(220)를 연동시켜 유성 기어(300)의 축(121)에 회전력을 전달한다. 이에 반해 슬립 기어(230)는 축(121)의 동력 전달에 관여하지 않는다. 드라이브 기어(220)는 축(121)에 키(122)로 구속되어 있고, 슬립 기어(230)는 축(121)에 구속되어 있지 않아 축(121)을 중심으로 미끄럼 마찰 회전한다.
그리고, 슬립 기어(230)는 슬립 기어(230)를 베이스(500)에 지지하는 축 방향 지지부에 지지 된다. 슬립 기어(230)는 축 방향 지지부의 탄성력에 의해 마찰 회전될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 피니언 기어(130)가 장착된 모터(110)의 출력 축(120)이 회전하면 그 피니언 기어(130)와 치합된 링 기어(210)가 연동한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 링 기어(210)는 제1 링기어, 제2 링 기어, 제3 링 기어들로 이루어지는 3 개의 등각 배열로 출력 축(120)을 기준으로 배열되어 있는데, 입력 축(120)의 피니언 기어(130)에 원주상으로 맞물려 일정한 감속비로 회전한다. 링 기어(210)의 회전 출력은 유성 기어(210)들에 전달된다. 또한 유성 기어(210)의 회전은 선 기어(400)로 출력될 수 있다. 여기서, 유성 기어(210) 및 선 기어(400)로 출력되는 회전 구동력은 동력 전달 축의 제어를 통해 회전 동력을 끊거나 연결할 수 있는 등 다양한 목적으로 활용될 수 있다. 이는 본 발명과 직접 관련이 없으므로 구체적인 예는 생략한다.
또한, 입력 축(120)은, 피니언 기어(130)를 대신 하여 축(120)의 외경 상에 링 기어(210), 즉 드라이브 기어(220)와 슬립 기어(230)에 치합 되어 맞물리는 기어 이를 직접 가공하여 회전력을 전달할 수도 있다.
또한, 유성 기어(300)는 링 기어(210)를 결합하는 축(121)을 포함하여 구성된다. 이 유성 기어의 축(121)은, 드라이브 기어(220)와 키(122)로 물려 있고, 슬립 기어(230)는 축(121)을 중심으로 미끄럼 마찰 회전하도록 결합될 수 있다.
또한, 유성 기어(300)들이 하나의 선 기어(400)의 원주면을 따라 치합 하고, 유성 기어(300)들이 링 기어(210)와 동일 축 상으로 배열될 수 있다.
또한, 슬립 기어(230)을 지지하는 축 방향 지지부는, 구조물 베이스(500), 구조물 베이스(500)에 안착 되어 슬립 기어(230)의 배후면에서 슬립 기어(230)를 탄력적으로 받쳐주는 지지대(510), 지지대(510)로부터 전달되는 탄성력을 슬립 기어(230)에 밀착시켜 전달하는 누름판(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 지지대(510)는, 슬립 기어(230)의 배후면에 위치하여 베이스(500)에 안착되는 본체, 누름판(520)을 탄력적으로 슬립 기어(230)에 밀착시키기 위해 지지대 본체에 안착된 스프링(530) 및 스프링(530)을 안착시키는 스프링 하우징(540)을 포함하여 구성될 수 있다. 스프링(530)은 지지대 본체의 스프링 하우징(540)에 내장형으로 설치하고 누름판(520)을 편심 없이 균등한 탄성력으로 탄지하기 위해 스프링 간격을 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 도면에는 4개의 스프링이 지지대에 등간격으로 설치된 예로 나타나 있다.
슬립 기어(220)를 탄력적으로 지지할 수 있는 축 방향 지지부는, 슬립 기어(230)의 면에 스프링 탄성을 받는 누름판(520)을 밀착시켜 피니언 기어(130)를 통해 전달되는 회전력으로 슬립 기어(230)가 회전할 때 마찰 회전을 유도하도록 한다. 이러한 마찰 회전은 드라이브 기어(220)와 피니언 기어(130)의 이가 맞물려 회전할 때 기어의 이 사이 간격을 좁혀서 백래시를 줄여 줄 수 있게 된다. 여기서, 누름판(520)을 통해 슬립 기어(230)에 전달되는 마찰력은 사용하는 스프링(530)의 탄성계수를 조절하여 얼마든지 조절될 수 있다. 따라서, 슬립 기어(220)의 적정 마찰 회전을 무리 없이 유도할 수 있다.
슬립 기어(230)의 잇 수는 드라이브 기어(220)의 잇 수에 비해 1 개 이상 더 많도록 하는 것이 바람직하다. 즉 피니언 기어(130)와 드라이브 기어(210)에 허용된 기어간 이 간격을 없애고 맞물림 회전을 주기 위해 허용되는 이 간격을 보상하는 잇 수를 선택하여 결정하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 드라이브 기어(220)와 슬립 기어(230)의 잇 수가 다르고 그 다른 잇 수 차이에 의해 드라이브 기어(220)와 피니언 기어(130) 간 원주방향에서 발생 되는 이 사이의 물림 간격을 회전 과정에서 조정할 수 있게 된다.
즉 피니언 기어(130)와 드라이브 기어(220) 상호 간 기어의 이 물림의 이 간격에 의한 백래시는 드라이브 기어(230)와 무관하게 누름판(520)의 탄성을 받아 마찰 회전하는 슬립 기어(230)의 더 많은 기어 이에 의해 간격을 좁혀줌으로써 제거될 수 있다. 슬립 기어(230)의 과도한 미끄럼 회전은 누름판(520)으로부터 작용하는 스프링 탄성력의 사전 조절을 통해 적절하게 제어될 수 있으며, 회전 부하는 슬립 기어(230)의 지지반력을 백래시 제거를 위해 필요로 하는 최소한의 지지반력을 전달하는 범위 내에서 조절하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 나타낸 도 6의 단면도를 기준으로 하는 그 좌측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 링 기어가 최외곽에 배열되는 내접식 유성 기어 장치와 비교하면, 각 기어들의 배열을 다르게 갖는다. 즉 모터 입력 축 기준으로 링 기어는 입력 축으로부터 회전력을 직접 받도록 되어 있고, 링 기어는 유성 기어를 직접 연동시킬 수 있으며, 선 기어는 유성 기어로부터 출력 회전을 받도록 되어 있다. 링 기어(210)가 모터 입력 축(120)에 외접하고 선 기어(400)를 중심으로 유성 기어(300)들이 외접한다.
또한, 유성 기어(300)들이 링 기어(210)와 동일 축상에 배열되는데 도면을 참조하면, 유성 기어(300)들은 개개의 링 기어(210)들에 대하여 축(121)으로 연결되어 있어, 회전 입력 축(120)으로부터 입력되는 회전은 차례대로 링 기어(210)-유성 기어(300)-선 기어(400)들에 전달한다. 각각의 기어들을 고정측, 입력측 또는 출력측으로 설정함으로써 감속 또는 증속비를 용이하게 변경할 수 있다. 이것은 링 기어가 유성 기어의 외곽을 하우징 형태로 감싸는 형식의 내접 유성 기어에 비해 간결하면서도 감속 또는 증속비를 얻는 것도 구조적으로 간단하다.
또한, 입력 축(120)으로부터 링 기어(210)의 드라이브 기어(220)가 입력 축(120)에 의해 회전하는 피니언 기어(130)로부터 직접 동력을 전달받고 이 과정, 즉 피니언 기어와 드라이브 기어의 이가 만나는 지점에서의 이 간격을 슬립 기어(230)의 더 많은 기어 이에 의한 이 간격 조정을 거친 후, 이후 유성 기어(300)로 출력하도록 함으로써 백래시를 초기 단계에서 정밀하게 제어한다.
또한, 복수의 유성 기어(300)들의 잇 수가 링 기어(210)의 슬립 기어(230) 잇 수에 비례하여 이웃하는 유성 기어(300)들의 잇 수와 차이를 갖도록 할 수도 있다.
또한, 복수의 링 기어(210)들은, 각각 드라이브 기어(220)의 잇 수를 동일하게 하고, 슬립 기어(230)의 잇 수를 1 개 이상 더 많게 차이를 갖도록 할 수 있으며, 복수의 링 기어(210)들 중에서 어느 하나의 링 기어(210)는 드라이브 기어 잇 수와 슬립 기어 잇 수를 같게하고, 잇 수가 같은 하나의 링 기어를 제외한 나머지 링 기어의 슬립 기어 잇 수는 링 기어(210)의 드라이브 기어 잇 수에 비해 적거나 더 많도록 할 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 링 기어(210)의 수가 3 개인 경우, 1 개의 드라이브 기어(220)와 슬립 기어(230)의 잇 수를 동일하게 하고 나머지 2 개의 슬립 기어(230) 잇수에 차이를 둠으로써, 링 기어(210)와 피니언 기어(130) 상호 간 이 간격에 의해 형성되는 백래시를 줄여줄 수도 있다. 예를 들면, 링기어(210)는, 선 기어(400)의 축을 중심으로 120도 배열 각도를 갖는 3축 배열 조건에서, 드라이브 기어 잇 수가 모두 같은 60T일 때, 각각의 슬립 기어 잇 수들은 드라이브 기어 잇 수 60T를 기준으로 59T, 60T, 61T인 ±1T 차이를 갖도록 구성할 수 있다.
또한, 링 기어(210)는, 선 기어(400)의 축을 중심으로 120도 배열 각도를 갖는 3축 배열 조건에서, 드라이브 기어 잇수가 모두 같은 60T일 때, 각각의 슬립 기어 잇 수들은 드라이브 기어 잇 수 60T를 기준으로 59T, 60T, 61T인 ±1T 차이를 갖고, 유성 기어(300)의 잇 수는, 각 슬립 기어(230)의 잇 수(59T/60T/61T)에 대하여 59T-10T, 60T-10T, 61T-10T의 잇 수로 유성 기어(300)의 잇 수를 설계하여 유성 기어(300)와 선 기어(400)의 기어 물림간 백래시를 슬립 기어(230)의 기어 잇 수 차이로 용이하게 줄여줄 수 있다.
아래의 표 1은 외접 유성 기어의 백래시를 조정하기 위한 피니언 기어(입력 축), 제1,2,3 드라이브 기어, 제1,2,3 슬립 기어, 제1,2,3 유성기어, 선 기어들에 대한 각각의 기어 잇 수 설정에 관한 예이다.
구 분 기어 잇수(T) 기어 잇수 비교



링 기어		 제1 드라이브 기어 60
60T 공통
제2 드라이브 기어 60
제3 드라이브 기어 60
제1 슬립 기어 59 제1 드라이브 기어:－1T
제2 슬립 기어 60 제2 드라이브 기어:＝0T
제3 슬립 기어 61 제3 드라이브 기어:＋1T

유성 기어
 제1 유성 기어 10 제1 슬립 기어: －50T
제2 유성 기어 10 제2 슬립 기어: －50T
제3 유성 기어 10 제3 슬립 기어: - 50T
출력 축 선 기어 30 유성기어잇수총합＝선 기어잇수
입력 축 피니언 기어 12
상기 표 1에 의하면, 링 기어를 구성하는 제1,2,3 드라이브 기어들의 잇 수는 '60T' 공통으로 서로 같고, 링 기어에 포함되는 제1,2,3 슬립 기어들 중 제2 슬립 기어가 드라이브 기어 잇 수와 같으며, 나머지 제1 슬립 기어는 -1T, 제3 슬립 기어는 +1T로 어긋나는 잇 수 차이를 나타낸다. 유성 기어를 구성하는 제1,2,3 유성 기어들의 기어 잇 수 총합은 드라이브 기어 잇 수 60T 기준으로 1/2인 30T이다. 그리고, 제1,2,3 유성 기어들은 각각 제1,2,3 슬립 기어들에 대하여 모두 -50T의 값을 나타낸다. 그리고, 선 기어는 유성 기어 잇 수와 같은 30T, 그리고, 피니언 기어 잇 수 12T로 설정된 예이다.
도 8은 피니언 기어(130)와 외접하는 드라이브 기어(220)와 슬립 기어(230)의 잇 수 차이에 따른 이 간격을 줄이는 백래시 제거 물림을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 드라이브 기어 잇 수와 슬립 기어 잇 수 차이에 의해 피니언 기어와 물림은 이 간격을 줄이는 물림율을 갖는다. 즉, 드라이브 기어와 별개로 회전하는 슬립 기어의 잇 수는 상기 표 1과 같이 제1,3 슬립 기어가 드라이브 기어와 1T의 차이를 가지면서 상대측 피니언 기어와 언제나 맞물려 안정된 물림율을 형성한다.
원할한 기어 물림이 있게 하기 위해 주어지는 기어 간 틈새 또는 전위에 의해 형성되는 백래시는 마찰 회전하는 제1,3 슬립 기어들의 어긋나는 잇 수 차이에 의해 피니언 기어의 원주면 상에서 어느 하나는 기어 이의 간격을 줄이는 물림율을 형성함으로서 백래시의 발생을 줄여준다. 확율적으로도 상기 조건으로 잇 수가 설계된 3 개의 드라이브 기어 및 3 개의 슬립 기어들이 모두 피니언 기어와 틈새를 형성하여 백래시를 일으킬 가능성도 낮아진다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 링 기어를 구성하는 드라이브 기어와 슬립 기어의 잇 수 차이를 비교적으로 나타낸 설명도로서 링 기어의 반단면 개략도이다. 여기서, 축 방향 지지부의 구성은 생략되었다.
도 9를 참조하면, 드라이브 기어(210)의 잇 수가 8T이고, 슬립 기어(230)의 잇 수는 1개 더 많은 9T로 나타나 있다. 이와 같이 슬립 기어의 잇 수를 드라이브 기어 잇 수에 비해 1개 더 많게 하는 경우 피니언 기어(130)와 드라이브 기어(220)의 이 물림 간격은 이가 만나는 어느 지점에서든 간격이 좁혀지고, 그 좁혀진 간격은 슬립 기어(230)의 마찰 회전에 의해 적당한 힘으로 지지반력을 형성하여 피니언 기어(130)와 드라이브 기어(220)의 이가 맞물려 회전할 때 간격을 줄여줌으로써 백래시를 줄여준다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며 본 발명의 기술 사상에서 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
100: 외접 유성 기어 110: 모터
120: 입력 축 121: 축
130: 피니언 기어 210: 링 기어
220: 드라이브 기어 230: 슬립 기어
300: 유성 기어 400: 선 기어
500: 베이스 510; 지지대(본체)
520: 누름판 530: 스프링
540: 스프링 하우징

Claims (10)

  1. 모터의 회전을 전달하는 피니언 기어를 갖는 입력 축; 상기 입력 축의 피니언 기어와 맞물려 외접하도록 원주 상으로 배열된 복수의 링 기어; 상기 링 기어와 결합 되어 연동하고 바깥으로 상기 입력 축 방향으로 연장된 유성 기어들; 상기 유성 기어들과 맞물려 치합 되고 상기 입력 축을 중심으로 배치된 선 기어;를 포함하고,
    상기 링 기어는, 상기 입력 축의 회전을 받아 출력하는 피동측 드라이브 기어; 상기 드라이브 기어와 분할되어 회전하는 슬립 기어; 및 상기 슬립 기어를 베이스에 지지하는 축 방향 지지부;를 포함하여 이루어지며,
    상기 축 방향 지지부는, 구조물 베이스; 상기 구조물 베이스에 안착 되어 슬립 기어의 배후면에서 슬립 기어를 받쳐주는 지지대; 상기 지지대로부터 전달되는 탄성력을 슬립 기어에 밀착시켜 전달하는 누름판;으로 구성되고,
    상기 지지대는, 슬립 기어의 배후면에 위치하여 베이스에 안착되는 본체; 상기 누름판을 탄력적으로 슬립 기어에 밀착시키기 위해 지지대 본체에 안착된 스프링; 및 스프링을 안착시키는 스프링 하우징을 포함하는 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유성 기어는 링 기어를 결합하는 축을 포함하며, 상기 축은, 상기 드라이브 기어와 키로 물려 있고, 슬립 기어는 축을 중심으로 마찰 회전하도록 결합된 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유성 기어들이 하나의 선 기어의 원주면을 따라 치합 하고, 상기 유성 기어들이 링 기어와 동일 축 상으로 배열된 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 기어는, 드라이브 기어의 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1 개 이상 더 많은 차이를 갖는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 링 기어 중에서 어느 하나의 링 기어는 드라이브 기어 잇 수와 슬립 기어 잇 수가 같으며, 상기 잇 수가 같은 하나의 링 기어를 제외한 나머지 링 기어의 슬립 기어 잇 수는 상기 링 기어의 드라이브 기어 잇 수에 비해 적거나 더 많은 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 기어는, 상기 선 기어의 축을 중심으로 120도 배열 각도를 갖는 3축 배열 조건에서, 드라이브 기어 잇 수가 모두 같은 60T일 때, 각각의 슬립 기어 잇 수들은 드라이브 기어 잇 수 60T를 기준으로 ±1T 차이를 갖는 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.


KR1020150055943A 2014-04-21 2015-04-21 외접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치 KR101576281B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009299812A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Fujitsu Ten Ltd 歯車装置及びこの歯車装置を使用したディスク装置

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