KR101627425B1 - 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변속기에 관한 것으로, 입력축, 상기 입력축으로부터 동력을 전달받는 출력축, 및 상기 입력축에서 상기 출력축으로 전달되는 동력을 변속시키는 변속장치를 포함하며, 상기 변속장치는, 링기어; 상기 링기어의 일측에 내접하고 상기 입력축으로부터 전달된 동력에 의해 회전하면서 링기어를 회전시키는 입력기어와, 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)을 지나는 가이드바가 형성된 입력부재; 일단은 상기 가이드바에 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)으로 이동 가능하게 결합되고, 타단은 입력축에 결합되어 상기 입력기어의 회전 중심을 변경하여 상기 링기어의 회전력을 변속하는 변속슬라이더; 및 상기 링기어의 타측에 내접하고, 상기 링기어에 의해 회전하면서 변속된 동력을 출력축에 전달하는 출력기어를 포함한다.

Description

변속기{Transmission}
본 발명은 입력축으로부터 출력축에 전달되는 동력을 변속하는 변속기에 관한 것으로서, 특히 유성기어장치와 같은 결합 구조로 변속이 가능하게 개선한 구성하는 변속기에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계나 자동차 등과 같이 동력을 사용하는 기기는 필요한 속도와 토크를 얻기 위해 동력원에서 전달되는 동력을 그대로 사용하지 않고 변속기를 사용하여 입력되는 동력의 속도와 토크를 변화시켜 사용하고 있다.
상기한 변속기는 기어들의 배열에 의해 입력축의 회전수를 출력축에서 감속시키거나 또는 증대시켜 기어변속을 유도하고, 상기 기어들은 평기어들의 직경과 치차수를 이용하여 이를 다단으로 결합하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.
그러나 종래의 변속기는 변속기어들의 결합에 의해 기어변속이 이루어지기 때문에 마찰에 의한 소음과 마모가 발생하며, 특히 장치가 크고, 공간을 많이 차지하여 동력전달의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
특허공개번호 10-2009-0116389
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유성기어장치와 같은 결합 구조로 변속기를 구성하여 제작, 조립 및 설치의 용이성을 높이고, 특히 변속력을 향상시킨 변속기를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 변속기는 입력축, 상기 입력축으로부터 동력을 전달받는 출력축, 및 상기 입력축에서 상기 출력축으로 전달되는 동력을 변속시키는 변속장치를 포함하며, 상기 변속장치는, 링기어; 상기 링기어의 일측에 내접하고, 상기 입력축으로부터 전달된 동력에 의해 회전하면서 링기어를 회전시키는 입력기어와, 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)을 지나는 가이드바가 형성된 입력부재; 일단은 상기 가이드바에 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)으로 이동 가능하게 결합되고, 타단은 입력축에 결합되어 상기 입력기어의 회전 중심을 변경하여 상기 링기어의 회전력을 변속하는 변속슬라이더; 및 상기 링기어의 타측에 내접하고, 상기 링기어에 의해 회전하면서 변속된 동력을 출력축에 전달하는 출력기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이더가 상기 입력기어의 중심점(A)에 위치하면, 상기 입력축의 1회전시 상기 입력기어가 중심점(A)을 중심으로 1회전하고, 상기 입력기어의 1회전시 상기 링기어가 중심점(B)을 중심으로 1회전 이하로 회전하면서 감속되며, 상기 링기어의 감속된 회전력이 상기 출력기어를 통해 상기 출력축에 전달되면서 변속되는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이더가 상기 링기어가 중심점(B)에 위치하면, 상기 입력축의 1회전시 상기 입력기어가 상기 링기어의 중심점(B)을 중심으로 1회전하고, 상기 입력기어의 1회전시 상기 링기어가 중심점(B)을 중심으로 1회전하며, 상기 링기어의 회전력이 상기 출력기어를 통해 상기 출력축에 전달되면서 변속이 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이더는 상기 가이드바에 이동가능하게 결합되는 결합부와, 일단은 상기 결합부에 상기 가이드바의 길이방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타단은 상기 입력축에 상기 가이드바의 길이방향으로 회전 가능하게 결합되는 결합바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력기어는 상기 링기어의 일측 하부에 내접하고, 상기 출력기어는 상기 링기어의 타측 상부에 내접하여 상기 입력기어와 상기 출력기어를 상하로 간섭되지 않게 이격시키는 것을 특징으로 한다.
상기 출력기어의 중심점(C)은 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)을 지나는 중심선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력기어, 링기어 및 출력기어의 기어비는 2:4:1로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이더를 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)으로 이동시키는 변속바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 변속장치는 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 복수개가 회전력 전달 가능하게 연결되어 상기 입력축에서 상기 출력축으로 전달되는 회전력을 복수단으로 변속시키는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 변속장치는 상호 대응하는 변속장치의 변속슬라이더와 출력기어를 회전력 전달 가능하게 연결하고, 최하단에 위치한 변속장치의 변속슬라이더를 입력축에 회전력 전달 가능하게 연결하며, 최상단에 위치한 변속장치의 출력기어를 출력축에 회전력 전달 가능하게 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유성기어장치와 같은 결합 구조의 변속장치를 포함하여 변속기를 구성함으로써 제작, 조립 및 설치의 용이성을 높이고, 특히 변속력을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 변속기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 변속기를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 변속기를 도시한 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 변속기에서 입력기어의 중심점(A)을 중심으로 회전한 상태를 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 변속기에서 링기어의 중심점(B)을 중심으로 회전한 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 변속기의 다른 실시예를 나타낸 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 변속기(100)는 동력전달장치(미도시)와 연결되는 입력축(110), 입력축(110)으로부터 동력을 전달받아 구동장치(미도시)를 회전시키는 출력축(120), 및 입력축(110)에서 출력축(120)으로 전달되는 동력을 변속시키는 변속장치(130)를 포함한다.
여기서 변속장치(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 입력축(110)과 출력축(120) 사이에서 기어 변속을 실행하도록 구성되며, 특히 유성기어장치와 같은 결합 구조를를 가짐에 따라 제작, 조립 및 설치의 용이성을 가진다.
일례로, 변속장치(130)는 링기어(131), 입력축(110)으로부터 전달된 회전력으로 링기어(131)를 회전시키는 입력부재(132), 이동함에 따라 입력부재(132)의 회전 중심점을 변경시켜서 링기어(131)의 회전력을 변속시키는 변속슬라이더(133), 변속슬라이더(133)를 이동시키는 변속바(134), 및 링기어(131)로부터 전달된 회전력으로 출력축(120)을 회전시키는 출력기어(135)를 포함한다.
링기어(131)는 변속장치(130)의 본체(미도시)에 회전 중심점(B)을 중심으로 회전 가능하게 구비되고, 내주면에 기어가 형성된 원형띠 형태를 가지며, 일측에 입력부재(132)가 내접되고, 타측에 출력기어(135)가 내접된다.
즉, 입력부재(132)가 회전하면, 링기어(131) 및 출력기어(135)도 입력부재(132)와 동일한 방향으로 회전한다.
입력부재(132)는 링기어(131)의 일측에 내접하고 입력축(110)으로부터 전달된 동력에 의해 회전하면서 링기어(131)를 회전시키는 입력기어(132a)와, 입력기어(132a)의 중심점(A)과 링기어(131)의 중심점(B)을 지나는 가이드바(132b)를 형성한다. 여기서 가이드바(132b)에는 변속슬라이더(133)가 결합된다.
변속슬라이더(133)는 가이드바(132b)에 결합되고, 입력기어(132a)의 중심점(A)에서 링기어(131)의 중심점(B)으로 또는 링기어(131)의 중심점(B)에서 입력기어(132a)의 중심점(A)으로 이동한다.
즉, 변속슬라이더(133)는 가이드바(132b)에 이동가능하게 결합되는 결합부(133a)와, 일단은 결합부(133a)에 가이드바(132b)의 길이방향인 전후방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타단은 입력축(110)에 가이드바(132b)의 길이방향인 전후방향으로 회전 가능하게 결합되는 결합바(133b)를 포함한다.
이와 같은 변속슬라이더(133)은 링기어(131)의 중심점(B)에 위치하면, 입력기어(132a)가 링기어(131)의 중심점(B)을 중심으로 공전하면서 링기어(131)를 회전시키며, 이때 입력기어(132a)와 링기어(131)는 동일한 회전비를 가진다.
한편, 변속슬라이더(133)는 입력기어(132a)의 중심점(A)에 위치하면, 입력기어(132a)가 입력기어(132a)의 중심점(A)을 중심으로 자전하면서 링기어(131)를 회전시키며, 이때 입력기어(132a)의 1회전시 링기어(131)는 1회전 이하의 회전을 한다.
이에, 변속슬라이더(133)는 링기어(131)의 중심점(B) 또는 입력기어(132a)의 중심점(A)에 위치함에 따라 링기어(131)의 회전을 변속시킬 수 있다.
변속바(134)는 변속슬라이더(133)의 결합바(133b)에 구비되는 이동부(134a)와, 이동부(134a)를 밀거나 당겨서 변속슬라이더(133)의 결합부(133a)를 입력기어(132a)의 중심점(A) 또는 링기어(131)의 중심점(B)에 위치시키는 실린더(134b)를 포함한다.
즉, 변속바(134)는 실린더(134b)를 통해 이동부(134a)를 밀거나 당기면, 변속슬라이더(133)가 입력축(110)을 중심으로 결합바(133b)가 가이드바(133)를 따라 이동하면서 입력기어(132a)의 중심점(A) 또는 링기어(131)의 중심점(B)에 위치한다.
출력기어(135)는 링기어(131)의 타측에 내접하고, 중심점(C)에 출력축(120)이 연결된다. 즉, 출력기어(135)는 링기어(131)에 의해 회전하면서 변속된 회전력을 출력축(120)에 전달한다.
여기서 입력기어(132a)와 출력기어(135)는 링기어(131) 내에서 상호 다른 높이에 위치한다. 즉, 입력기어(132a)는 링기어(131)의 일측 하부에 내접되고, 출력기어(135)는 링기어(131)의 타측 상부에 내접된다. 다시 말해 입력기어(132a)와 출력기어(120)가 상하로 간섭되지 않으며, 이에 입력기어(132a)의 공전시 출력기어(120)와의 충돌을 방지한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 변속기(100)는 입력축(110)과 출력축(120) 사이에 구비된 변속장치(130)를 통해 기어변속이 가능하며, 특히 변속장치(130)의 구조가 단순하여 제작, 조립 및 설치시 용이성을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 변속기의 작동상태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 변속바(134)에 의해 변속슬라이더(133)가 가이드바(132b)를 따라 이동하여 입력기어(132a)의 중심점(A)에 위치하며, 이와 같은 상태에서 입력축(110)이 회전하면, 입력축(110)에 의해 변속슬라이더(133)가 회전하고, 변속슬라이더(133)에 의해 입력기어(132a)가 중심점(A)을 중심으로 회전, 즉 자전하며, 입력기어(132a)의 자전에 의해 링기어(131)가 회전하고, 링기어(131)의 회전에 의해 출력기어(135)가 회전하며, 출력기어(135)에 의해 출력축(120)이 회전한다.
이때 입력기어(132a)의 1회전시 링기어(131)는 1회전 이하로 회전함에 따라 변속이 발생한다.
더욱 상세히 설명하면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 입력기어(132a)와 링기어(131)가 치합된 지점을 각각 α 및 β로 표시하고, 링기어(131)에 치합된 출력기어(135)의 지점을 γ로 표시한다. 이때 입력기어(132a), 링기어(131) 및 출력기어(135)의 기어비는 2:4:1로 설정하며, 즉 링기어(131)의 1회전시 입력기어(132a)는 2회전하고, 출력기어(135)는 4회전한다.
여기서 입력기어(132a), 링기어(131) 및 출력기어(135)의 기어비는 2:4:1로 설정함으로써 정확한 기어비를 설정할 수 있고, 변속 효율성을 높일 수 있다.
이와 같은 상태에서 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 입력기어(131)가 중심점(A)을 중심으로 90°회전하면(α 지점 참조), 입력기어(132a)에 의해 링기어(131)가 45°회전(β 지점 참조)하고, 링기어(131)에 의해 출력기어(135)가 180°회전(γ지점 참조)한다.
이와 같이 도 5의 (c) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 입력기어(132a)가 중심점(A)을 중심으로 90°회전하면(α 지점 참조), 링기어(131)가 45°회전(β 지점 참조)하고, 출력기어(135)가 180°회전하면서 회전력을 전달한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 변속바(134)에 의해 변속슬라이더(133)가 가이드바(132b)를 따라 이동하여 링기어(131)의 중심점(B)에 위치하면, 입력축(110)에 의해 변속슬라이더(133)가 회전하고, 변속슬라이더(133)에 의해 입력기어(132a)가 링기어(131)의 중심점(B)을 중심으로 회전, 즉 공전하며, 입력기어(132a)의 공전에 의해 링기어(131)가 회전하고, 링기어(131)의 회전에 의해 출력기어(135)가 회전하며, 출력기어(135)에 의해 출력축(120)이 회전한다.
이때 입력기어(132a)의 1회전시 링기어(131)도 1회전하면서 변속이 발생한다.
더욱 상세히 설명하면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 입력기어(132a)와 링기어(131)가 치합된 지점을 각각 α 및 β로 표시하고, 링기어(131)에 치합된 출력기어(135)의 지점을 γ로 표시한다. 이때 입력기어(132a), 링기어(131) 및 출력기어(135)의 기어비는 2:4:1로 설정하며, 즉 링기어(131)의 1회전시 입력기어(132a)는 2회전하고, 출력기어(135)는 4회전한다.
이와 같은 상태에서 도 7의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 입력기어(132a)가 링기어(131)의 중심점(B)을 중심으로 90°공전(α 지점 참조)하면, 입력기어(132a)의 공전에 의해 링기어(131)가 90°회전(β 지점 참조)하고, 링기어(131)에 의해 출력기어(135)가 360°회전(γ지점 참조)한다.
즉, 입력기어(132a)의 1회전시 링기어(131)가 1회전하고, 출력기어(135)가 4회전한다.
이하, 본 발명에 따른 변속기의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 변속기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 변속기는 입력축(110)과 출력축(120)사이에 변속장치(130)를 포함하되, 상기 변속장치(130)는 입력축(110)과 출력축(120) 사이에 복수개가 회전력 전달 가능하게 연결되어 입력축(110)에서 출력축(120)으로 전달되는 회전력을 복수단으로 변속시킨다.
한편, 상기 변속장치(130)는 전술한 변속장치와 동일한 구성과 기능을 가지기에 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 복수개의 변속장치(130)는 상호 대응하는 변속장치(130)의 변속슬라이더(133)와 출력기어(135)를 회전력 전달 가능하게 연결하고, 최하단에 위치한 변속장치(130)의 변속슬라이더(133)를 입력축(110)에 회전력 전달 가능하게 연결하며, 최상단에 위치한 변속장치(130)의 출력기어(135)를 출력축(120)에 회전력 전달 가능하게 연결한다.
따라서 복수개의 변속장치(130)를 가지는 변속기는 복수개의 변속장치(130)에 포함된 변속슬라이더(133)의 위치를 입력기어(132a)가 중심점(A) 또는 링기어(131)의 중심점(B)에 위치시킴에 따라 다단으로 기어변속을 실시할 수 있다.
본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 변속기
110: 입력축
120: 출력축
130: 변속장치
131: 링기어
132: 입력기어
133: 변속바
134: 변속슬라이더
135: 출력기어

Claims (11)

  1. 입력축,
    상기 입력축으로부터 동력을 전달받는 출력축, 및
    상기 입력축에서 상기 출력축으로 전달되는 동력을 변속시키는 변속장치를 포함하며, 상기 변속장치는,
    링기어;
    상기 링기어의 일측에 내접하고 상기 입력축으로부터 전달된 동력에 의해 회전하면서 링기어를 회전시키는 입력기어와, 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)을 지나는 가이드바가 형성된 입력부재;
    일단은 상기 가이드바에 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)으로 이동 가능하게 결합되고, 타단은 입력축에 결합되어 상기 입력기어의 회전 중심을 변경하여 상기 링기어의 회전력을 변속하는 변속슬라이더; 및
    상기 링기어의 타측에 내접하고, 상기 링기어에 의해 회전하면서 변속된 동력을 출력축에 전달하는 출력기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속슬라이더가 상기 입력기어의 중심점(A)에 위치하면, 상기 입력축의 1회전시 상기 입력기어가 중심점(A)을 중심으로 1회전하고, 상기 입력기어의 1회전시 상기 링기어가 중심점(B)을 중심으로 1회전 이하로 회전하면서 감속되며, 상기 링기어의 감속된 회전력이 상기 출력기어를 통해 상기 출력축에 전달되면서 변속되는 것을 특징으로 하는 변속기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속슬라이더가 상기 링기어가 중심점(B)에 위치하면, 상기 입력축의 1회전시 상기 입력기어가 상기 링기어의 중심점(B)을 중심으로 1회전하고, 상기 입력기어의 1회전시 상기 링기어가 중심점(B)을 중심으로 1회전하며, 상기 링기어의 회전력이 상기 출력기어를 통해 상기 출력축에 전달되면서 변속이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 변속기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속슬라이더는 상기 가이드바에 이동가능하게 결합되는 결합부와, 일단은 상기 결합부에 상기 가이드바의 길이방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타단은 상기 입력축에 상기 가이드바의 길이방향으로 회전 가능하게 결합되는 결합바를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력기어는 상기 링기어의 일측 하부에 내접하고, 상기 출력기어는 상기 링기어의 타측 상부에 내접하여 상기 입력기어와 상기 출력기어를 상하로 간섭되지 않게 이격시키는 것을 특징으로 하는 변속기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력기어의 중심점(C)은 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)을 지나는 중심선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력기어, 링기어 및 출력기어의 기어비는 2:4:1로 형성하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속슬라이더를 상기 입력기어의 중심점(A)과 상기 링기어의 중심점(B)으로 이동시키는 변속바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속장치는 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 복수개가 회전력 전달 가능하게 연결되어 상기 입력축에서 상기 출력축으로 전달되는 회전력을 복수단으로 변속시키는 것을 특징으로 하는 변속기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수개의 변속장치는 상호 대응하는 변속장치의 변속슬라이더와 출력기어를 회전력 전달 가능하게 연결하고, 최하단에 위치한 변속장치의 변속슬라이더를 입력축에 회전력 전달 가능하게 연결하며, 최상단에 위치한 변속장치의 출력기어를 출력축에 회전력 전달 가능하게 연결하는 것을 특징으로 하는 변속기.
  11. 삭제
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