KR101716760B1

KR101716760B1 - 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치

Info

Publication number: KR101716760B1
Application number: KR1020150055940A
Authority: KR
Inventors: 김명수
Original assignee: 김명수
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2017-03-15
Also published as: KR20150121676A

Abstract

내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 관하여 개시된다. 본 발명은, 선 기어의 원주상으로 배열되어 외접하는 유성 기어와 내접 하는 대응 치면을 갖는 복수의 링 기어; 상기 복수의 링 기어는 잇 수를 달리하여 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄이는 물림 구조;를 포함하고, 상기 물림 구조는, 상기 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄여주는 슬립 기어; 및 상기 슬립 기어를 구조물 베이스에 지지하는 축 방향 지지부;를 포함함으로써, 내접 유성 기어에서 유성 기어와 선 기어 그리고 링 기어의 이가 만나는 지점에서 이 간격을 줄여 백래시를 줄여준다.

Description

내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치{BACK LASH ZEROISE CONTROLING GEARING SYSTEM FOR INSCRIPTION TYPE PLANET GEAR DEVICE}

본 발명은 선 기어와 링 기어 사이에 지지 되는 유성 기어의 이 물림을 백래시를 줄여주는 물림으로 유도하는 내접 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 유성 기어와 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 내구성 및 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, 내접 유성 기어에서 선 기어를 중심으로 공전하는 유성 기어와 링 기어의 이 물림에서 발생되는 백래시를 줄여주는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 내접 유성 기어에서 선 기어와 맞물려 회전하는 유성 기어와 링 기어의 이 사이에서 발생 되는 백래시를 간결하면서도 싼 비용으로 신뢰성 있게 제거하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 내접 유성 기어에서 선 기어 또는 링 기어를 통해 유성 기어의 이 물림에서 발생 되는 백래시를 신뢰성 있게 제거하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따르면, 구동축에 고정되어 회전력을 전달하는 선 기어, 피동축에 연결되어 구동력을 전달하는 링 기어, 상기 선 기어와 링 기어 사이에 지지 되는 유성 기어, 상기 유성 기어가 선 기어에 외접하고 상기 링 기어에 내접 하는 내접 유성기어의 백래시 제로 물림 장치에 있어서, 상기 선 기어의 원주상으로 배열되어 외접하는 유성 기어와 내접 하는 대응 치면을 갖는 복수의 링 기어; 상기 복수의 링 기어는 잇 수를 달리하여 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄이는 물림 구조;를 포함하고, 상기 물림 구조는, 상기 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄여주는 슬립 기어; 및 상기 슬립 기어를 구조물 베이스에 지지하는 축 방향 지지부;를 포함하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 링 기어는, 상기 유성 기어와 맞물려 회전하는 상기 슬립 기어; 및 상기 유성 기어로의 회전력을 받아 회전하는 드라이브 기어;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 축 방향 지지부는, 축을 지지하는 구조물 베이스; 구조물 베이스에 안착 되어 축을 중심으로 공간 사이에 안착 되어 슬립 기어를 탄력적으로 받쳐주는 지지대; 지지대로부터 전달되는 탄력을 슬립 기어에 밀착시켜 전달하는 누름판;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 지지대는, 축을 따라 삽입되는 홀을 구비하는 지지대 본체; 누름판을 탄력적으로 슬립 기어에 밀착시키기 위해 지지대 본체에 안착되는 스프링; 및 스프링을 안착시키는 스프링 하우징;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 슬립 기어는, 누름판이 밀착되는 밀착판;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 드라이브 기어의 잇 수와 슬립 기어의 잇 수는 각각 차이를 가지며, 드라이브 기어 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1개 이상 많은 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 선 기어는, 유성 기어와 맞물려 회전하는 드라이브 기어; 및 축을 따라 회전하는 슬립 기어;로 분할된 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 선 기어는, 드라이브 기어의 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1개 이상 더 많은 차이를 갖는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 유성 기어와 링 기어 및 선 기어의 이 물림에서 발생되는 백래시를 줄여주는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 유성 기어와 맞물려 회전하는 링 기어 및 선 기어에서 발생되는 백래시를 신뢰성 있게 제거하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 적은 가공비로 간결한 구조로 저비용으로 구성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기어의 백래시 참고도.
도 2는 종래 기어 물림에서 백래시 조정을 위한 선형 이동 조정예를 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 유성 기어 장치의 주요부를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 주요부를 나타낸 분해 사시도.
도 7은 도 6의 조립도.
도 8은 도 7의 단면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 주요부를 발췌하여 나타낸 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 링 기어를 구성하는 드라이브 기어와 슬립 기어의 잇 수 차이 설명도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 주요부를 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
도 12는 도 11의 조립도.
도 13은 도 12의 단면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 주요부를 발췌하여 나타낸 분해 사시도.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 구성을 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 내접 유성 기어는, 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 전달하도록 되어 있다. 유성 기어의 특징은 선 기어와 링 기어 및 유성 기어를 동시에 구동하는 것과 고정하는 조건으로 감속, 증속, 역전을 기어의 이동이 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 내접 유성 기어를 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 내접 유성 기어를 개략적으로 나타낸다. 도 5를 참조하면, 중심에 선 기어(400)가 있고, 이와 외접하는 3개의 유성 기어(300a)(300b)(300c)들이 배열되어 있으며, 그 유성 기어의 외주에는 링 기어(200)가 조립되어 있다. 그리고, 유성 기어들이 내접 되는 링 기어(200)의 기어 이는 어긋나 있다.

참고로, 도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 인용된 유성 기어 장치에 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.

본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 유성 기어와 직접 내접 하는 링 기어 물림에서 유성 기어들과 링 기어의 이 물림에서 발생 되는 사이 간격을 서로 다른 잇 수를 가지는 링 기어를 통해 줄일 수 있도록 되어 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 주요 부분을 나타낸 분해 사시도 이다. 도 7은 도 6의 조립도이다.

본 발명은 도 5 내지 도 7을 참조하면, 구동축에 고정되어 회전력을 전달하는 선 기어(400), 피동축에 연결되어 구동력을 전달하는 링 기어(200), 선 기어(400)와 링 기어(200) 사이에 지지 되는 유성 기어(300a)(300b)(300c)들, 유성 기어(300a)(300b)(300c)가 선 기어(400)에 외접하고 링 기어(200)에 내접 하며 각 기어들에 대하여 고정측, 입력측 또는 출력측을 설정함으로써 감속 또는 증속비를 변경하는 일반적인 유성 기어 장치의 구성을 포함한다.

그리고, 선 기어(400)의 원주상으로 배열되어 외접하는 단수 또는 복수의 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 내접 하는 대응되는 기어 이를 갖는 복수의 링 기어(200)로 구성된다.

그리고, 링 기어(200)는 잇 수를 달리하여 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 링 기어(200)의 이 물림을 이 물림 간격을 줄여주는 물림 구조를 포함하여 구성된다. 이를 위하여 링 기어(200)는 슬립 기어(220)를 구비한다.

도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 슬립 기어(220)는 링 기어(200)를 구성하는 일부의 구성으로 포함되어 있다. 그리고, 슬립 기어(220)는 구조물 베이스(500)에 축 방향 지지부를 통해 지지 된다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 주요 부분을 나타낸 단면도로서, 도 8을 참조하면, 슬립 기어(220)가 구조물 베이스(500)에 축 방향으로 지지 되는 상태로 나타나 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 링 기어(200)는, 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 맞물려 회전하는 슬립 기어(220), 그리고, 유성 기어(300a)(300b)(300c)로부터 입력되는 동력을 받아 회전하는 드라이브 기어(210)로 구성된다.

또한, 슬립 기어(220)는 드라이브 기어(210)와 마찬가지로 유성 기어들과 맞물려 회전하지만 드라이브 기어(210)의 회전과 무관하게 독립적으로 축(110)을 중심으로 회전한다.

슬립 기어(220)는 전술된 바와 같이, 축 방향 지지부에 의해 구조물 베이스(500)에 지지 된다. 축 방향 지지부는, 축(110)을 지지하는 구조물 베이스(500), 구조물 베이스(500)에 안착 되어 축(110)을 중심으로 베이스 공간 사이에 안착 되어 슬립 기어(220)를 탄력적으로 받쳐주는 지지대(510), 지지대(510)로부터 전달되는 탄성력을 슬립 기어(220)에 밀착시켜 전달하는 누름판(520)을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 지지대(510)는, 축(110)을 따라 삽입되는 홀을 구비하는 지지대 본체,누름판(520)을 탄력적으로 슬립 기어(220)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 분포로 배치하는 것이 바람직하다. 도 6을 참조하면 4개의 스프링(530)이 지지대에 등 간격으로 설치된 예로 나타나 있다.

또한, 슬립 기어(220)는, 누름판(520)이 밀착되는 밀착판(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 슬립 기어(220)를 지지하는 축 방향 지지부는, 슬립 기어(220)의 밀착판(230)에 스프링 탄성을 받는 누름판(520)을 밀착시켜 슬립 기어(220)가 회전할 때 마찰 회전을 유도하도록 함으로써, 드라이브 기어(210)와 내접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)들의 이가 맞물려 회전할 때, 각각의 기어의 이 사이 간격을 더 많은 기어 이를 가지는 잇 수로 이 간격을 좁혀서 백래시를 줄여 줄 수 있게 한다.

여기서, 누름판(520)을 통해 슬립 기어(220)의 밀착판(230) 표면에 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(220)의 잇 수는 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 드라이브 기어(210)에 허용된 기어간 이 간격을 줄일 수 있도록 더 많은 잇 수를 가지도록 하면 된다.

예를 들면, 드라이브 기어의 잇 수가 16T일 때, 여기에 맞물리는 유성 기어의 이 간 간격의 총합이 기어 잇 수 2T개인 경우로 가정하면, 슬립 기어의 잇 수는 18T로 조정하여 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 경우 슬립 기어의 잇 수가 2개 더 많은데 더 많은 잇 수 2개는 유성 기어와 드라이브 기어의 원활한 맞물림 회전을 주기 위해 허용되는 이 간격을 줄이는 잇 수일 수 있다. 물론 드라이브 기어와 슬립 기어 잇 수의 차이의 갯 수는 제한되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 유성 기어(300a)(300b)(300c)들이 내접하는 드라이브 기어(210)와 슬립 기어(220)의 잇 수가 다르고 그 다른 잇 수 차이에 의해 드라이브 기어(210)와 유성 기어(300a)(300b)(300c)간 원주방향에서 발생 되는 이와 이 사이의 물림 간격을 회전 과정에서 줄이도록 조정할 수 있게 된다. 기어 이가 맞물리는 이 간격을 줄여주면 그만큼 기어 백래시는 줄어든다.

즉 유성 기어측과 드라이브 기어측 상호간 기어 물림의 이 간격에 의한 백래시는 드라이브 기어와 무관하게 누름판(520)과 접촉하여 밀착판(230)이 마찰 회전하는 슬립 기어(220)의 더 많은 기어 이에 의해 간격을 줄여줌으로써 제거될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치의 주요부를 설명하는 분해도 이다.

도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 중심에 위치하는 선 기어(400)가 회전을 시작하면, 그 회전은 원주상으로 외접하는 각각의 유성 기어(300a)(300b)(300c)들에 전달된다.

유성 기어(300a)(300b)(300c)들의 회전력은 링 기어(200)인 드라이브 기어(210)와 슬립 기어(220)에 동시에 전달되어 회전한다. 드라이브 기어(210)와 슬립 기어(220)는 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과의 이 물림에 의해 함께 회전하지만 이가 더 많은 슬립 기어에 의해 이 물림 간격이 줄어든다. 이때 슬립 기어(220)는 마찰 회전을 일으켜 회전 과정에서 드라이브 기어와 유성 기어들의 이 간격을 줄여주게 된다.

여기서, 입력 회전력을 발생하는 주축은 선 기어, 유성 기어, 링 기어 중 어느 하나가 될 수 있고, 출력측도 마찬가지이다. 이것은 전술되어 있는 바와 같이 유성 기어 장치에서 감속, 증속, 역전 그리고 기어비를 선택적으로 바꿀 수 있는 유성 기어 장치의 기본 구조로 포함되는 사항이다.

본 발명에서 링 기어(200)는 단독 링 기어형식이 아닌 복수의 기어로 조합되어 있다. 즉 통상의 피동측 드라이브 기어(210)에 슬립 기어(220)를 조합한 구조로 되어 있다. 도 9를 참조하면 1 개의 슬립 기어(220)가 드라이브 기어(210)와 같은 원호를 가지도록 조합되어 유성 기어와 내접 하는 형식이다. 여기서, 미설명 부호 250은 슬립 기어에 형성된 축(110)이 통과하는 '축의 구멍'이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 유성 기어 장치의 링 기어를 구성하는 드라이브 기어와 슬립 기어의 잇 수 차이를 비교적으로 나타낸 설명도로서 기어 이를 구분하는 도식도 이다.

도 10을 참조하면, 링 기어를 구성하는 드라이브 기어(210)의 잇 수가 8T이고, 슬립 기어(220)의 잇 수는 1개 더 많은 9T를 나타낸다. '0'은 축(110)이 통과하는 중심이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 슬립 기어 잇 수를 드라이브 기어 잇 수에 비해 1개 더 많게 하는 경우 유성 기어와 드라이브 기어의 이 물림 간격은 이가 만나는 어느 지점에서든 간격이 좁혀지고, 그 좁혀진 간격은 슬립 기어의 마찰 회전에 의해 적당한 힘으로 지지반력을 형성하여 유성 기어와 드라이브 기어의 이가 맞물려 회전할 때 이 간격을 줄여줌으로써 기어 백래시를 줄이게 된다.

한편, 본 발명은 동일한 원리로 내접 유성 기어의 물림을 선 기어에도 선택적으로 적용할 수 있다. 도 11 내지 도 14는 선 기어를 드라이브 기어와 슬립 기어로 분할한 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸다.

도 11 내지 도 14는 링 기어(200)를 통한 1차측 백래시 제거와 선 기어(400)를 통한 2차측 백래시 제거를 위한 선택적 구성이다.

주요 부분은, 선 기어(400)의 원주상으로 배열되어 외접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 내접 하는 대응되는 기어 이를 갖는 링 기어(200), 링 기어(200)의 잇 수를 달리하여 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 링 기어(200)의 이 물림 간격을 줄여주는 물림 구조로 구성될 수 있다. 그리고, 물림 구조는 링 기어(200)의 이 물림 간격을 줄여주는 슬립 기어(220)를 포함하여 구성된다. 그리고, 선 기어(400)는 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 맞물려 회전하는 드라이브 기어(420) 및 축을 따라 마찰 회전하는 슬립 기어(410)로 구성될 수 있다. 선 기어(400)는 축(110)에 드라이브 기어(420)가 키(110a)로 구속된다.

또한, 선 기어(400)는, 드라이브 기어(420)에 비해 슬립 기어(410)의 잇 수를 1개 이상 더 많게 하고, 슬립 기어(410)에 외접하는 원주 방향의 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 만나는 지점에서 이 간격을 줄여주는 것에 의해 백래시를 제거하도록 구성될 수 있는데 이러한 형식은 링 기어(200)를 통한 1차측 백래시 제거, 선 기어(400)를 통해 2차측 백래시를 병행적으로 제거할 수 있게 한다. 이런 경우 각 기어들의 이 물림 간 발생 되는 백래시를 1차측과 2차측으로 구분하여 제거할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 링 기어(200)를 통한 1차측 백래시 제거를 거치지 않고 바로 선 기어(400)를 통한 2차측 백래시 제거 효과도 기대할 수도 있다. 예를 들면, 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 맞물려 축 회전하는 선 기어(400)를 잇 수가 다른 드라이브 기어(420) 및 축을 따라 회전하는 슬립 기어(410)로 분할하여 선 기어(400)와 외접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)의 이 물림 간 발생 되는 이 간격을 부분적으로 줄여주는 것도 가능하다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 도 5 내지 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 링 기어(200)의 드라이브 기어(210)가 통상의 유성 기어 장치에서의 링 기어의 역할 즉, 회전 입출력 수단으로 기능할 수 있지만, 슬립 기어(220)는 입출력 수단으로 기능 하지 않으며 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 기어 물림에서 드라이브 기어(210)와 무관하게 마찰 회전하면서 드라이브 기어(210)와 내접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)간 이 물림 간격을 더 많은 기어 잇 수에 의해 이 간격을 줄여줌으로써 백래시를 제거하는 기능을 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 도 11 내지 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 선 기어(400)를 링 기어(200)와 마찬가지로 잇 수가 다른 드라이브 기어(420)와 슬립 기어(410)로 구분하여 여기에 외접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)간 이 물림 간격을 줄여서 링 기어(200)와 유성 기어(300a)(300b)(300c)간 발생 되는 1차측 백래시 제거, 그리고 선 기어(400)에 외접하는 유성 기어(300a)(300b)(300c)에서 발생 되는 2차측 백래시를 제거할 수도 있다.

또한, 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 링 기어(200) 간 1차측 백래시 제거를 거치지 않고, 유성 기어(300a)(300b)(300c)와 선 기어(400)간 발생되는 2차측 백래를 선택적으로 제거할 수도 있다. 여기서, 선 기어(400)는 축(110)을 따라 축 방향으로 지지 되어 있고, 원주상으로는 복수의 유성 기어(300a)(300b)(300c)들과 맞물려 있으므로 축 마찰과 치면 마찰을 통해 선 기어와 유성 기어의 이 사이 간격을 슬립 기어(410)를 통해 줄여줄 수도 있다.

한편, 백래시를 감안하지 않은 유성 기어 장치의 설계에서 예를 들면, 유성 기어와 링 기어의 기어비가 5:1이고, 링 기어의 회전수가 10rpm인 출력 값을 가지도록 설계하면, 설계과정에서 이론적으로 산출한 5:1의 기어비와 회전수를 실제 유성 기어 장치의 구동 출력으로 얻을 수 있게 되며 이는 구동계에 정밀한 구동을 전달하여 오차 없이 구동계를 작동시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 슬립 기어가 정 위치 상태에서 유성 기어와 맞물려 회전 방향을 따라 마찰 회전하면서 이 과정에서 유성 기어와 드라이브 기어의 물림에서 형성되는 기어의 이 간격을 더 많은 잇 수를 갖는 슬립 기어를 통해 줄여줌으로서 백래시를 용이하게 제거한다.

또한, 본 발명에 따른 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치는, 유성 기어-링 기어간 백래시, 유성 기어-선 기어간 백래시를 이 간격을 슬립 기어로 줄여주는 것을 통해 유성 기어와 맞물려 회전하는 링 기어 및 선 기어에서 발생되는 백래시를 제거할 수도 있다. 그리고, 백래시 제거수단이 링 기어 또는 선 기어로 통합될 수도 있으므로 적은 가공비로 간결하게 완성될 수 있다.

또한, 백래시를 제거하기 위한 복잡한 메커니즘이 불필요하고, 유성 기어들과 링 기어 또는 선 기어의 이 물림 간격을 선택적으로 좁혀서 유성 기어가 적용되는 구동계에서 발생하는 백래시를 제거할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며 본 발명의 기술 사상에서 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

100: 유성 기어 장치 200: 링 기어
210: 드라이브 기어 220: 슬립 기어
230: 밀착판 250: 축의 구멍
300a.300b.300c: 유성 기어 400: 선 기어
410; 슬립 기어 500: 베이스
510: 지지대 520: 누름판
530: 스프링 540: 스프링 하우징

Claims

구동축에 고정되어 회전력을 전달하는 선 기어, 피동축에 연결되어 구동력을 전달하는 링 기어, 상기 선 기어와 링 기어 사이에 지지 되는 유성 기어, 상기 유성 기어가 선 기어에 외접하고 상기 링 기어에 내접 하는 내접 유성기어의 백래시 제로 물림 장치에 있어서, 상기 선 기어의 원주상으로 배열되어 외접하는 유성 기어와 내접 하는 대응 치면을 갖는 복수의 링 기어; 상기 복수의 링 기어는 잇 수를 달리하여 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄이는 물림 구조;를 포함하고, 상기 물림 구조는, 상기 유성 기어와 링 기어의 이 물림을 간격을 줄여주는 슬립 기어; 및 상기 슬립 기어를 구조물 베이스에 지지하는 축 방향 지지부;를 포함하여 이루어지며,
상기 축 방향 지지부는, 축을 지지하는 구조물 베이스; 상기 구조물 베이스에 안착 되어 상기 축을 중심으로 공간 사이에 안착 되어 상기 슬립 기어를 탄력적으로 받쳐주는 지지대; 상기 지지대로부터 전달되는 탄력을 슬립 기어에 밀착시켜 전달하는 누름판;을 포함하고,
상기 지지대는, 축을 따라 삽입되는 홀을 구비하는 지지대 본체; 상기 누름판을 탄력적으로 슬립 기어에 밀착시키기 위해 지지대 본체에 안착되는 스프링; 및 스프링을 안착시키는 스프링 하우징;을 포함하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 링 기어는, 상기 유성 기어와 맞물려 회전하는 상기 슬립 기어; 및 상기 유성 기어로의 회전력을 받아 회전하는 드라이브 기어;를 포함하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 슬립 기어는, 누름판이 밀착되는 밀착판;을 포함하는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 드라이브 기어의 잇 수와 슬립 기어의 잇 수는 각각 차이를 가지며, 드라이브 기어 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1개 이상 많은 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 선 기어는, 유성 기어와 맞물려 회전하는 드라이브 기어; 및 축을 따라 회전하는 슬립 기어;로 분할된 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 선 기어는, 드라이브 기어의 잇 수에 비해 슬립 기어의 잇 수가 1개 이상 더 많은 차이를 갖는 내접 유성 기어의 백래시 제로 물림 장치.